基于μC/OS-Ⅱ的无线传感器网络节点管理器的系统软件设计与实现

摘要

无线传感器网络是一种新兴的信息采集、处理和传输系统，主要用于监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到信息中心，以实现对指定目标区域的检测与跟踪。无线传感器网络具有低功耗、低成本、分布式和自组织等特点，能应用于军事国防、工业控制、城市管理、生物医疗、环境监测、智能家居等诸多领域。
　　无线传感器网络通常由采集节点、节点管理器、通信网络以及远程上位机四个部分组成。节点管理器作为连接采集节点与远程上位机的关键器件，不仅能将监测区域内采集节点的采集数据汇总上传给远程上位机，还可以帮助远程上位机将控制命令转发下达给采集节点，对整个无线传感器网络数据通信的稳定可靠起着至关重要的作用。
　　本课题主要介绍无线传感器网络节点管理器的系统软件设计与实现。开发的节点管理器以ARM处理器LPC2148和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ为开发平台，以无线射频芯片CC2531为监测区域通信模块，以GPRS模块SIM300C为远程通信设备，具有低功耗、高性能、稳定可靠等特点。本文首先介绍节点管理器的硬件开发平台和软件开发环境；然后重点介绍节点管理器的系统软件设计，包括软件开发流程、通信协议设计、任务模块划分及具体实现；最后介绍节点管理器系统软件的调试与实现。

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第一章 绪言

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究意义

1.3 无线传感器网络的体系结构

1.4 论文研究的主要内容

1.5 论文结构

第二章 节点管理器硬件开发平台

2.1 节点管理器的结构

2.2 节点管理器的设计原则

2.3 节点管理器的硬件构成

2.4 硬件实物图

2.5 本章小结

第三章 节点管理器软件开发平台

3.1 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ

3.2 文件系统ZLG/FS

3.3 开发环境KeilμVision3

3.4 本章小结

第四章 系统软件设计

4.1 系统软件开发流程

4.2 系统数据传输过程

4.3 系统数据通信方式

4.4 系统数据存储方式

4.5 应用程序的设计

4.6 系统软件的设计特点

4.7 本章小结

第五章 软件调试与系统测试

5.1 软件调试

5.2 系统流量测试

5.3 系统联合测试

第六章 结束语

致谢

参考文献

硕士期间的科研和研究成果