基于IEEE802.15.4 無線傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

摘 要：

本文對(duì)基于IEEE802.15.4 協(xié)議全功能節(jié)點(diǎn)FFD(Full Function device or Coordinator)進(jìn)行了研究，給出了節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)。節(jié)點(diǎn)以8 位AVR 單片機(jī)Atmega128 為核心，結(jié)合外圍電路和2.4GHz 無線收發(fā)模塊CC2420 組成硬件平臺(tái)，軟件使用WinAVR 作為開發(fā)工具及GCC 編譯器進(jìn)行程序的編譯，實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)節(jié)點(diǎn)的傳輸要求，在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了基于IEEE802.15.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建立。

關(guān)鍵詞：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；IEEE802.15.4 協(xié)議；ATmega128；CC2420；WinAVR；AVR Studio

1. 引言

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，它由大量的低成本、低功耗的微型傳感器通過近距離無線通信自組織形成，傳感器節(jié)點(diǎn)密集地部署在被監(jiān)測(cè)區(qū)域的內(nèi)部或附近，其目的是多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)布給用戶或觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)除了具有Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性、自組織性、電源能力有限等共同特征以外，還具有節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大、單個(gè)節(jié)點(diǎn)資源及其有限、可檢測(cè)范圍廣等鮮明特點(diǎn)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國(guó)防軍事、環(huán)境科學(xué)以及智能家居等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而傳感器節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單位，因此，設(shè)計(jì)合理的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心問題[1][2]。本文主要針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的采集和傳輸這一方面，數(shù)據(jù)采集主要指采集環(huán)境信息（比如光強(qiáng)、溫度、壓力等，本系統(tǒng)只考慮對(duì)光強(qiáng)信息的采集）。FFD節(jié)點(diǎn)對(duì)RFD 節(jié)點(diǎn)(Reduced Function device)發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，從而喚醒RFD 節(jié)點(diǎn)（分節(jié)點(diǎn)遵循睡眠—喚醒—正常的工作模式），通過無線通信模塊接收RFD 節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包，輪詢數(shù)據(jù)后，最終將數(shù)據(jù)傳送給PC 機(jī)進(jìn)行分析處理。

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