無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件平臺可擴(kuò)展研究
加入技術(shù)交流群
IEEE 1451．2標(biāo)準(zhǔn)列出了8種不同的TEDS。為節(jié)省存儲空間，這里采用這兩種必須的和終端用戶說明TEDS。Meta-TEDS包含STIM制造商ID、版本信息、產(chǎn)品描述等信息；Channel-TEDS包含每個(gè)通道對象的上下限、物理單位、啟動(dòng)時(shí)間等信息，每個(gè)通道的這些數(shù)據(jù)以重復(fù)的格式存儲在數(shù)據(jù)塊中；End-Users Application Specific TEDS用來給最終用戶定義所需要的特殊的信息。采用面向?qū)ο蟮姆椒?，將TEDS設(shè)置為類的屬性，讀取和寫入信息設(shè)置為類的方法。
具體的Meta-TEDS，Channel-TEDS和End-UsersApplication Specific TEDS均為TEDS的派生類，可以根據(jù)自身的需要定義屬性和方法，用類的方法去讀取、修改相應(yīng)的屬性，以實(shí)現(xiàn)傳感器信息、通道信息等STIM相關(guān)信息的在線識別和配置。
2 分布式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理
一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/156501.htm
數(shù)據(jù)采集模塊用來進(jìn)行外部傳感器信號的接收、轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)處理和控制模塊用來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)備控制、任務(wù)調(diào)度、能量計(jì)算、功能協(xié)調(diào)等；通信模塊用來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)發(fā)送、頻率選擇等；電源模塊專門為傳感器節(jié)點(diǎn)提供必要的能量。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，迫切需要節(jié)點(diǎn)能夠感知更多的物理量，這就需要對傳感平臺進(jìn)行擴(kuò)展，為此設(shè)計(jì)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布式體系結(jié)構(gòu)，它定義了統(tǒng)一、完整的外部接口，在需要添加新的硬件部件時(shí)可以在現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)上直接添加，且不影響已有組件的工作，從而不需要開發(fā)新的節(jié)點(diǎn)。在不同的應(yīng)用環(huán)境下，選擇不同的組件自由配置系統(tǒng)，這樣就不必為每個(gè)應(yīng)用都開發(fā)一套全新的硬件系統(tǒng)。多智能體結(jié)構(gòu)使節(jié)點(diǎn)各部分模塊化，功能分散化和獨(dú)立化，通信數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)擴(kuò)展能力更強(qiáng)。節(jié)點(diǎn)的分布式體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。
整個(gè)系統(tǒng)由電源模塊、無線通信模塊、控制MCU和多個(gè)數(shù)據(jù)檢測及處理模塊組成。電源模塊給各部分提供足夠的能量。光線通信模塊也含有單獨(dú)的通信微處理器，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需要選擇合適的收發(fā)芯片，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)的收發(fā)和頻率選擇。比如Ember公司的EM250。數(shù)據(jù)檢測和處理模塊基本構(gòu)成包括；傳感器、電子數(shù)據(jù)表TEDS、微處理器和存儲器。它可以連接單一的傳感器或多個(gè)傳感器，該模塊和傳感器的所有信息都將以電子數(shù)據(jù)表TEDS的形式存儲在非易失的存儲器中，將采集到的數(shù)據(jù)與這些信息結(jié)合，將數(shù)據(jù)打包成標(biāo)準(zhǔn)格式，使數(shù)據(jù)具有可識別特性。傳感微處理器使用I2C接口來與控制MCU進(jìn)行通信，接收來自控制MCU的任務(wù)，或發(fā)送采集得到的數(shù)據(jù)，整個(gè)模塊可以在I2C接口上即插即用。選用MSP430F169單片機(jī)作為數(shù)據(jù)檢測及處理模塊的傳感微處理器。
評論