无线传感器网络平台开发与组网实现

随着信息技术的飞速发展，传统的传感器技术已经不能满足人们对信息获取的需求，网络化、智能化的传感技术成为新的发展方向。自组织的无线传感器网络正是适应这种需求而出现的，它综合了传感器、嵌入式计算、网络、无线通信及分布式信息处理等技术，可以应用于国家安全、环境监测、交通管理、现代物流、仓储管理、医疗监护、智能家居等非常广泛的领域，迅速得到了学术界和工业界以及各国政府的重视，成为信息技术的一个新的研究热点。传感器节点和组网协议栈是无线传感器网络工程设计的重点。以此为主要内容，本文设计了一个无线传感器网络平台，实现了多节点自组织成网状结构的网络。论文首先详细介绍了无线传感器网络。然后分析了传感器节点和组网协议栈，并提出了系统设计方案；对MAC协议、路由算法等关键的组网技术进行了分析，并提出了本文的方案。接着详细介绍了节点电路设计、硬件制作和调试。在此节点平台上，以IEEE802.15.4为底层基础，设计了网络协议栈。主要包括物理层驱动，应答、重传的CSMA／CA算法，一种基于定向扩散思想的路由维护算法，各层数据帧格式的设计和处理，以及协议栈各子层的服务接口等内容。最后对节点和协议栈进行了简单的测试，结果表明在本文的实验环境下，节点可以稳定工作，网络通信协议可以实现基于网状结构的组网。本文的工作为项目的开展提供了一个实际的无线传感器网络平台。