【摘 要】
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最近十年来,随着集成电路、无线通信和传感器技术的高速发展和应用,低功耗、低成本、自组织等特点的无线传感网在环境监测、物流跟踪、医疗监护、家庭娱乐等领域获得广泛运用,关
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最近十年来,随着集成电路、无线通信和传感器技术的高速发展和应用,低功耗、低成本、自组织等特点的无线传感网在环境监测、物流跟踪、医疗监护、家庭娱乐等领域获得广泛运用,关注和从事无线传感网工作的人员也越来越多。作为无线传感网研究和学习工具,无线传感网软硬件平台将是该领域研究的重点之一.在此背景下,本文分析了无线传感网软硬件系统及相关领域的发展现状,对国内外现有的产品及特点进行了调查,设计并实现了一个实用性强、操作方便、成本低廉的无线传感网教学实验系统。通过对现有短距离通信技术的比较,最后系统采用ZigBee技术作为传感网实验系统无线通信协议。考虑到实验系统扩展性和可推广性的要求,并结合硬件设备功耗的策略,系统采用了TI公司推出的CC2430无线收发芯片和Z-Stack作为ZigBee无线收发器硬件和ZigBee协议栈方案。本文详细论述了无线传感网实验系统的软硬件设计与实现。系统的硬件设备包括协调器、路由节点和终端节点三种基本设备,以及一个无线数据帧捕捉分析设备,运用这些设备能够实现多种拓扑网络的组建,同时能对多种参数进行采集、传输、处理和分析;软件方面,在Z-Stack协议栈的基础上,设计了实验系统各设备所需的模式和流程,并开发了相关的驱动程序,给出了实验教学所需的API扩展函数。最后,对整个系统功能和性能的全面测试,结果表明无线传感网实验系统性能稳定,硬件设备和软件都符合设计的需求。
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