无线传感器网络通用终端节点设计与实现

摘要

无线传感器网络通常是由分布在一定的区域内的可采集传感器数据的采集节点和能够进行数据中转的汇聚节点构成，通过自组网的方式将收集传感器数据转发给服务器。无线传感器网络现在已经在军事国防、生物医疗、环境监测、工业监控、智能家居等领域产生了较大的影响，在不久的将来势必会影响到人类生活、生产的各个方面。
　　无线传感器网络采集节点是无线传感器网络的重要组成部分，是传感器数据采集的核心所在，本文基于ZigBee技术和实验室自主研发的无线传感器网络通信协议栈，设计并改进了无线传感器网络采集节点，其目的在于改进采集节点在体积、功耗、成本、能量管理等方面的性能指标，这对于无线传感器网络的大规模应用具有积极的意义。
　　本文从无线传感器网络通用终端节点的设计需求入手，分析给出了原有的设计上的不足，提出了新的研究内容和设计指标。根据设计指标，硬件上着重介绍了无线传感器通用终端节点的硬件设计方案、芯片选型标准与原则以及详细的原理图设计，并完成了PCB和机械安装外壳的设计，软件上着重介绍了整个设计的内容，系统程序的流程以及软件设计时需要考虑的一些指标。最后介绍了整个无线传感器网络的测试过程与测试结果。
　　跟以往的传感器采集节点相比，本文所设计的无线传感器网络通用终端节点具有成本低，体积小，功耗低，安装简单方便，运行稳定可靠且时间长等优点，同时无线传感器网络通用终端节点可灵活配置添加各种常用的传感器，非常适合批量生产和应用。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1无线传感器网络背景介绍

1.2无线传感器网络国内外研究现状及应用

1.3无线传感器网络的关键技术

1.4无线传感器网络通用终端节点的关键问题

1.5本人工作及论文结构

第二章 无线传感器网络通用终端节点总体设计

2.1无线传感器网络硬件平台的设计需求

2.2无线传感器网络的系统结构

2.3无线传感器网络已有的研究成果

2.4无线传感器网络通用终端节点设计指标

2.5无线传感器网络通用终端节点设计框图

2.6本章小结

第三章 无线传感器网络通用终端节点硬件原理设计

3.1无线传感器网络通用终端节点核心芯片选型标准和特性概述

3.2 无线传感器网络通用终端节点硬件的总体设计

3.3无线传感器网络通用终端节点主控电路设计

3.4无线通信电路-巴伦电路的设计

3.5无线传感器网络通用终端节点能源管理部分电路设计

3.6无线传感器网络通用终端节点传感器数据采集电路设计

3.7无线传感器网络通用终端节点系统数据监测电路

3.8调试用显示电路

3.9本章小结

第四章 无线传感器网络通用终端节点PCB设计与调试

4.1 PCB板设计

4.2 PCB板的调试

4.3本章小结

第五章 无线传感器网络通用终端节点软件总体设计

5.1无线传感器网络通用终端节点整体软件流程图

5.2无线传感器网络通用终端节点应用程序

5.3低功耗软件设计

5.4本章小结

第六章 无线传感器网络通用终端节点测试

6.1无线传感器网络节点通信距离测试

6.2无线传感器网络节点能源供给测试

6.3无线传感器网络节点传感器数据记录测试

6.4无线传感器网络平台的野外系统测试

6.5本章小结

第七章 总结与展望

致谢

参考文献