学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于CC430的无线传感器网络节点研究与设计

作　者: 李建业
导　师: 常丹华
学　校: 燕山大学
专　业: 电路与系统
关键词: 无线传感器网络 数据采集 CC430 智能家居 SimpliciTI网络协议
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 114次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着传感器技术和无线网络技术的不断发展，无线传感器网络技术也越来越成熟，应用也越来越广泛。越来越多的无线传感器网络节点被放置在我们生活的环境中，帮助人们感知周围环境的信息，监测环境的变化。无线传感器网络拥有感知环境信息，进行无线数据通信以及动作执行等特点，使得它非常适合应用于智能家居系统中。首先研究了无线传感器网络的特点，智能家居的需求，分析了无线传感器网络应用于智能家居的可行性，并且设计了总体解决方案，把AM602I动作传感器，温度传感器以及SimpliciTI网络协议应用于该方案。其次，设计了系统硬件节点CC430Box。以CC430无线射频片上系统芯片为核心，外围扩展了AMI602动作传感器，DS18B20温度传感器，CPLD以及继电器等功能模块。完成了硬件电路的制作与调试。再次，在系统硬件的基础上，进行了系统软件设计。在深入研究了SimpliciTI协议的基础上，对该协议提出了改进方案，完成了SimpliciTI网络协议在CC430Box上的移植以及数据中心节点和终端节点应用程序设计，实现了系统组网，数据采集以及家电控制等功能。最后，在软硬件基础上进行了系统测试。提出了一种无线传感器网络节点功耗测量方案，并且对CC430Box节点功耗进行了测试。完成了数据误码率，系统组网，数据采集以及家电控制等实验，分析了实验结果。所设计的无线传感器网络节点具有功耗低，灵活性高，易于扩展等特点。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题背景及意义  10-12
    1.1.1 无线传感器网络的概念与特点  10-11
    1.1.2 智能家居的概念与功能  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
    1.2.1 无线传感器网络的研究现状和发展趋势  12-13
    1.2.2 智能家居的研究现状和发展趋势  13
  1.3 无线传感器网络应用于智能家居的可行性分析  13
  1.4 本文的主要工作  13-14
  1.5 论文结构安排  14-16
第2章 系统整体设计  16-28
  2.1 系统设计的目的  16
  2.2 系统需求  16
  2.3 系统整体设计  16-17
  2.4 系统硬件解决方案  17-19
    2.4.1 系统频段的选择  18
    2.4.2 CPU 与射频模块的选择  18-19
    2.4.3 传感器的选择  19
  2.5 系统软件解决方案  19-21
  2.6 SimpliciTI 网络协议简介  21-27
    2.6.1 SimpliciTI 协议各个功能模块介绍  21-22
    2.6.2 SimpliciTI 协议分层结构  22-24
    2.6.3 网络设备  24-25
    2.6.4 网络拓扑结构  25-26
    2.6.5 网络帧格式  26-27
  2.7 本章小结  27-28
第3章 硬件设计  28-44
  3.1 硬件整体设计  28
  3.2 CC430 硬件电路设计  28-32
    3.2.1 CC430 芯片介绍  29-31
    3.2.2 CC430 硬件电路设计  31-32
  3.3 天线设计  32-34
    3.3.1 天线的种类及性能  32
    3.3.2 天线的选择  32-34
  3.4 CPLD 模块与扩展 IO 设计  34-35
    3.4.1 CPLD 硬件电路设计  34-35
    3.4.2 I2C 转 GPIO 设计  35
  3.5 AMI602 模块设计  35-37
    3.5.1 AMI602 动作传感器介绍  35-37
    3.5.2 AMI602 硬件电路设计  37
  3.6 DS18B20 模块设计  37-39
    3.6.1 DS18B20 介绍  37-39
    3.6.2 DS18B20 电路设计  39
  3.7 串口电路设计设计  39
  3.8 电源模块设计  39-40
  3.9 印刷电路板的制作与调试  40-43
    3.9.1 PCB 设计中需要注意的问题  41-42
    3.9.2 系统主要模块的布局布线  42
    3.9.3 系统硬件电路调试  42-43
  3.10 本章小结  43-44
第4章 软件设计  44-58
  4.1 软件开发环境介绍  44-45
    4.1.1 IAR 集成开发环境  44
    4.1.2 SmartRF Studio7  44-45
  4.2 SimpliciTI 网络协议栈的移植  45-47
    4.2.1 板级支持包（BSP）移植  46-47
    4.2.2 与射频相关的移植  47
  4.3 驱动程序设计  47-51
    4.3.1 AMI602 驱动程序设计  48-50
    4.3.2 DS18b20 驱动程序的设计  50-51
    4.3.3 AT24C256 驱动  51
    4.3.4 串口驱动  51
  4.4 SimpliciTI 网络协议的改进和完善  51-52
    4.4.1 数据帧丢失检测  51-52
    4.4.2 时间分发与同步  52
  4.5 应用层程序设计  52-57
    4.5.1 应用层数据包格式  53
    4.5.2 数据中心节点程序设计  53-54
    4.5.3 终端节点程序设计  54-57
  4.6 本章小结  57-58
第5章 系统测试与结果分析  58-66
  5.1 节点功耗测量  58-61
    5.1.1 节点功耗测量平台搭建  58-59
    5.1.2 数据分析与处理  59-61
  5.2 点对点网络通信误码率与包错误率测试  61-63
    5.2.1 测试平台的搭建  61-62
    5.2.2 误码率测试  62-63
    5.2.3 包错误率测试  63
  5.3 温度数据采集实验  63-64
  5.4 加速度数据采集实验  64-65
    5.4.1 实验环境搭建  64
    5.4.2 加速度采集实验  64-65
  5.5 家电控制实验  65
  5.6 本章小结  65-66
结论  66-67
附录 CC430 模块电路图  67-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  72-73
致谢  73-74
作者简介  74

相似论文

  1. 基于WinCE平台的故障分析仪应用程序设计与开发,TP311.52
  2. 基于无线传感器网络的电动汽车电池组综合测试技术研究,U469.72
  3. 传感器网络中渐变事件监测研究,TP212.9
  4. 智能家居系统中ZigBee节点的研究,TN929.5
  5. 无线传感器网络中定位攻击检测技术研究,TP212.9
  6. 基于功能节点的无线传感器网络多对密钥管理协议研究,TP212.9
  7. 基于LEACH的安全建簇无线传感器网络路由协议研究,TP212.9
  8. 无线传感器网络组播路由协议研究,TN929.5
  9. 基于地理位置的WSNs路由算法研究与改进,TN929.5
  10. 基于ZigBee技术的无线传感器网络研究与实现,TN929.5
  11. 基于HTTP的智能家居网络改进方案,TP273.5
  12. 一种自适应选择处理节点的时空查询算法,TN929.5
  13. 无线传感器网络MAC协议的研究,TN915.04
  14. 无线传感器网络节点定位算法的研究,TN929.5
  15. 随机路由在无线传感器网络中的研究与应用,TN929.5
  16. 基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的研究,TN929.5
  17. 基于行为可信的无线传感器网络入侵检测技术的研究,TP212.9
  18. 基于区域的无线传感器网络密钥管理方案研究,TP212.9
  19. 基于DSP的单频激光实时信号解调方法研究,TN911.3
  20. 基于zigbee的智能楼宇环境监测无线传感网络,TN929.5
  21. 基于无线传感器网络的农田环境监测系统路由协议的研究,TN915.04

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
© 2012 www.xueweilunwen.com