学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于TinyOS的无线传感器网络节点设计与应用研究

作　者: 季必文
导　师: 刘颖
学　校: 北京交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 无线传感器网络 MSP430 CC2420 TinyOS 室内环境采集系统
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 341次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


物联网作为新一代信息技术,在国内外受到了广泛关注。作为物联网研究领域的一个重要分支,无线传感器网络是当今无线通信领域研究热点之一。无线传感器网络广泛应用于军事上兵力和装备监控、农业生态环境监测、环保监测、医疗监护等领域。首先论文分析概括了无线传感器网络技术和室内环境监测系统的研究现状,在此基础上设计了具有节点定位功能的无线传感器网络室内环境监测系统的方案,给出了系统的软硬件设计指标和系统体系结构。其次,在分析比较现有无线传感器网络节点平台的基础上,研究了以超低功耗处理器MSP430F1611、无线通信芯片CC2420和温湿度传感器SHT11为核心的传感器节点的硬件设计和嵌入式操作系统TinyOS(TinyMicro Threading Operating System)下的各模块驱动设计和树路由的软件设计。再次,为实现设计方案中节点定位功能,在自行设计的传感器节点平台基础上,研究了基于接收信号强度(Received Signal Strength Indication, RSSI)节点定位。节点定位功能的研究主要包括基于RSSI的测距和定位算法的仿真实现两方面。最后,利用自行设计的传感器节点,搭建基于树路由的传感器网络,采集传感器节点所在位置的室内环境信息,并通过树路由传递给汇聚节点。汇聚节点通过串口将采集到的环境信息传递到管理终端,实现节点采集信息可视化显示和节点之间的路由状态显示。通过上述实验,验证了方案设计的合理性和有效性。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 引言  10-16
  1.1 研究背景  10-12
  1.2 国内外的研究现状  12-14
    1.2.1 无线传感器网络技术研究现状  12-13
    1.2.2 室内环境监测系统研究现状  13-14
  1.3 本文的主要研究内容与论文组织结构  14-16
    1.3.1 本文的主要研究内容  14-15
    1.3.2 论文组织结构  15-16
2 具有定位和室内环境监测功能的WSN系统设计方案  16-18
  2.1 系统功能设计及技术指标  16
  2.2 系统总体结构  16-18
3 节点硬件设计  18-31
  3.1 传感器网络节点硬件设计的特点  18-19
  3.2 节点单元硬件总体结构  19-21
  3.3 微控制器模块电路设计  21-22
  3.4 无线通信模块电路设计  22-24
  3.5 电源模块和传感器模块电路设计  24-28
    3.5.1 电源模块  24-26
    3.5.2 温湿度传感器模块  26-28
  3.6 接口电路设计  28-29
    3.6.1 扩展JTAG调试口  28
    3.6.2 USB接口  28-29
  3.7 PCB设计  29-31
4 节点软件程序设计  31-41
  4.1 WSN软件开发平台TinyOS介绍及其开发环境的构建  31-33
    4.1.1 TinyOS操作系统  31-33
    4.1.2 软件调试开发环境构建  33
  4.2 模块程序设计  33-37
    4.2.1 电源控制模块程序设计  33-34
    4.2.2 温湿度传感器模块程序设计  34-37
    4.2.3 CC2420通信模块程序设计  37
  4.3 树路由组件设计  37-41
    4.3.1 树路由介绍  37-38
    4.3.2 树路由组件的实现  38-41
5 节点定位研究  41-50
  5.1 基于RSSI测距  41-47
    5.1.1 基于RSSI测距原理  41-42
    5.1.2 传感器节点RSSI采集程序的设计  42-44
    5.1.3 管理终端基于RSSI测距程序设计  44-45
    5.1.4 基于RSSI测距数据分析  45-47
  5.2 基于测距的节点定位  47-50
    5.2.1 定位原理  47
    5.2.2 节点定位仿真结果  47-50
6 系统测试  50-52
7 总结与展望  52-54
  7.1 总结  52
  7.2 展望  52-54
参考文献  54-56
附录A  56-57
作者简历  57-59
学位论文数据集  59

相似论文

  1. 无线群控技术在团体操表演中的应用与研究,G837
  2. 温压炸药爆炸温度场存储测试技术研究,TQ560.7
  3. 基于无线传感器网络的温室测量系统研究,TP274
  4. 无线传感器网络协议栈的设计与开发,TP212.9
  5. 基于嵌入式ARM/TinyOS的ZigBee网络层协议的设计与实现,TP212.9
  6. 多功能电脉冲理疗仪的设计与实现,TH789
  7. 基于ARM7平台的zigbee协议MAC层的实现与改进,TP212.9
  8. 基于HART总线的智能型涡街流量计的研究开发,TH814
  9. 智能气体检测仪研究与设计,TH83
  10. 大型公共建筑能耗数据无线远程监控及节能管理系统研究,TP277
  11. 矿井顶板压力位移数据采集系统研究与实现,TP274.2
  12. 基于GPRS无线数据传输系统的研究与设计,TN929.5
  13. 基于MSP430电能表的设计研究与应用,TM933.4
  14. 基于MSP430的汽车轮胎压力监测系统,U463.6
  15. 智能金属管浮子流量计电子信息处理系统的研制,TH814
  16. 无线传感网网络再编程关键技术研究与实现,TP212.9
  17. 室内无线传感器网络的设计与实现,TP212.9
  18. 无线传感器网络分簇算法及其在TinyOS下的实现研究,TN929.5
  19. 基于无线网络技术构建家电智能控制的研究,TP273.5
  20. 基于RSSI的无线传感器网络测距和定位技术研究,TN929.5
  21. 基于无线网络的楼宇温控系统的研究,TP273.5

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
© 2012 www.xueweilunwen.com