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无线传感器网络技术在多点控制中的应用与研究

作　者: 陈剑
导　师: 马小铁
学　校: 北京服装学院
专　业: 机械电子工程
关键词: 无线传感器网络 团体操 LEACH TinyOS
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着通信、计算机等技术的飞速发展以及人们生活水平的提高，无线传感器网络技术越来越多地走进人们的生活，也得到越来越多地关注。本文研究的内容是无线传感器网络的多点控制技术，并将其应用在团体操表演中，提出了团体操表演中光电服装所存在的问题，给出解决方案。本文介绍了无线传感器网络技术的概念、特点、关键技术及应用等相关知识，研究了将其应用在团体操表演中的可行性。根据团体操表演中的实际要求设计网络拓扑结构和路由协议，并对LEACH协议的簇首选取算法进行改进以满足本系统的需求，在簇内采用免冲突周期调度算法实现各节点数据采集及发送。选用TI公司的CC2430芯片进行硬件电路的设计，采用TinyOS操作系统作为本系统的软件平台，并对基站和传感器节点进行组件设计，实现数据采集和收发功能。最后，根据控制的实时性和网络容量的要求，对系统进行测试和分析，得出本系统满足一般团体操表演要求的结论。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-15
  1.1 课题的背景及研究意义  8
  1.2 无线传感器网络的发展现状  8-12
    1.2.1 无线传感器网络的发展历程  8-10
    1.2.2 无线传感器网络的应用  10-12
    1.2.3 国内外应用研究现状  12
  1.3 光电服装的现状  12-13
  1.4 本文的主要工作内容和组织结构  13-15
    1.4.1 论文的主要工作内容  13-14
    1.4.2 论文的组织结构  14-15
第2章 无线传感器网络概述  15-25
  2.1. 无线传感器网络的概念  15
  2.2 无线传感器网络的特点  15-18
  2.3 无线传感器网络的网络构架  18-21
    2.3.1 传感器节点  19
    2.3.2 网络协议  19-21
  2.4 无线传感器网络的关键技术  21-24
  2.5 总结  24
  2.6 本章小结  24-25
第3章 系统拓扑结构和路由协议的研究及设计  25-34
  3.1 几种常见的网络拓扑结构  25-26
    3.1.1 星形网  25
    3.1.2 网状网  25
    3.1.3 混合网  25-26
  3.2 系统的网络拓扑分析  26
  3.3 LEACH 路由协议  26-28
    3.3.1 LEACH 路由协议概述  27-28
  3.4 对 LEACH 协议的研究和优化  28-32
    3.4.1 对 LEACH 路由协议的研究  28
    3.4.2 对 LEACH 路由协议的改进  28-32
  3.5 帧结构设计  32
  3.6 本章小结  32-34
第4章 系统的硬件设计  34-48
  4.1 硬件系统的组成  34
  4.2 基站节点设计  34-42
    4.2.1 串行通信接口设计  34-36
    4.2.2 无线通信模块设计  36-40
    4.2.3 烧录线模块设计  40-42
    4.2.4 电源模块设计  42
  4.3 传感器节点设计  42-47
    4.3.1 无线通信模块设计  42
    4.3.2 节点处理器模块设计  42-43
    4.3.3 节点电源模块设计  43-44
    4.3.4 节点电量采集模块设计  44-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 系统的软件平台及组件设计  48-59
  5.1 无线传感器网络操作系统概述  48-50
    5.1.1 无线传感器网络操作系统的设计要求  48-49
    5.1.2 几种典型的无线传感器网络操作系统介绍  49-50
  5.2 TinyOS 操作系统  50-53
    5.2.1 TinyOS 操作系统简介  50-51
    5.2.2 TinyOS 技术特点  51-52
    5.2.3 TinyOS 的体系结构  52-53
  5.3 nesC 编程语言  53-55
    5.3.1 nesC 简介  53-54
    5.3.2 nesC 语言接口  54-55
    5.3.3 nesC 语言组件  55
  5.4 组件结构设计  55-58
    5.4.1 基站的组件结构设计  55-57
    5.4.2 传感器节点的组件结构设计  57-58
  5.5 本章小结  58-59
第6章 系统的测试及分析  59-63
  6.1 系统网络容量估算  59-62
  6.2 表演效果展示  62
  6.3 本章小结  62-63
第7章 总结和展望  63-65
  7.1 总结  63
  7.2 展望  63-65
参考文献  65-68
作者攻读硕士学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69

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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
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