基于多任务的无线传感器网络终端节点管理器的系统软件设计与实现

摘要

无线传感器网络已经成为了当前国内外新兴的备受关注的研究热点领域之一。它是由多学科领域高度交叉而成，将传感器技术与网络和无线通信结合，以嵌入式技术和信息处理技术为平台，通过许多集成化的微型传感器节点协作的完成各种环境信息或者被监测对象信息的感知、监测和采集，并对信息进行处理、存储，并通过自组织无线通信网络或多跳中继的方式将所感知的信息传送到指定的远程用户终端。
　　本课题研究的无线传感器网络用于环境监测，由若干采集节点、一个节点管理器、远程通信网络和用户终端组成。节点管理器在整个无线传感器网络的体系结构中有着关键作用。在无线传感器节点组成的网络中，节点管理器充当了汇聚节点的功能，有着建立网络、维护网络、管理网络的重要任务；在信息处理上，节点管理器又要对采集的信息进行处理、存储和转发；从层次结构上来看，节点管理器还作为整个系统中远程用户终端与监测区域内传感器节点的数据和命令的中转平台。因此，节点管理器在整个系统中有着极其重要的作用，直接影响无线传感器网络是否能够长期稳定、可靠、安全和高效的运行。
　　本文设计并实现了一种基于环境监测的无线传感器网络节点管理器。主要完成了系统软件的设计与实现。节点管理器以Cortex-M3处理器LPC1768为核心硬件芯片，以多任务实时操作系统μC/OS-Ⅱ和WSN-Stack协议栈为软件平台，通过无线射频芯片CC2520进行通信，以GPRS网络为远程通信网络，通过SIM900A模块将采集数据远程送达用户终端。本文对节点管理器的硬件平台和软件环境的搭建做了详细介绍；并重点阐述系统软件的设计与实现，最后进行了系统调试与实验测试。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

前言第一章

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3无线传感器网络结构

1.4本文工作及论文组织结构

节点管理器硬件平台介绍第二章

2.1节点管理器概述

2.2主要硬件模块介绍

2.3本章小结

节点管理器软件平台搭建第三章

3.1软件开发环境介绍

3.2μC/OS-Ⅱ操作系统移植

3.3 WSN_Stack协议栈的移植

3.4各模块驱动编写

3.5本章小结

应用程序设计第四章

4.1通信协议简介

4.2数据传输流程分析

4.3应用程序设计与实现

4.4本章小结

模块测试与系统测试第五章

5.1模块测试

5.2系统功能测试

5.3系统性能测试

5.4问题及解决

5.5本章小结

总结和展望第六章

6.1工作总结

6.2展望

致谢

参考文献