无线传感网节点MAC协议研究与实现.docVIP

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2024-06-26 发布于天津
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无线传感网节点MAC协议研究与实现.doc

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题目无线传感网节点MAC协议研究与实现

摘要

无线传感网节点MAC协议研究与实现

摘要

无线传感器网络,WSN,是一种特殊的Ad-hoc网络～是由许多无线传感器节点协同组织起来的～这些微型节点具有无线通讯、数据采集和协同合作能力。无线传感网节点具有成本低～体积小～能量有限～计算能力有限的特点。在设计无线传感网协议的时候～减少节点的能耗是最先要考虑的。

本文先从IEEE802.15.4入手介绍了典型的无线传感网MAC层协议～然后分析了其他常见的MAC层协议～指出了他们的优缺点～总结出无线传感网MAC协议设计的原则。然后利用CC2500无线芯片和MSP430单片机完成了无线传感网节点的设计～通过测试这个节点的速率可达250kbps～在空旷范围内的覆盖可达到100m。同时在TI推出的一款小型的无线传感网协议SimpliciTI上实现了两点、三点通信的调试～并且设计了一个简单星型的传感器网络。这个网络可以实现温度、湿度、烟雾信息的采集～并且把这些信息汇总到中心节点上～通过RS232接口～可以将这些信息在PC机上显示出来～最后分析了这个星型网络的优缺点～提出了改进方案。

关键词:无线传感网MAC协议SimpliciTI

ResearchandImplementationofMACProtocolforWSN

Abstract

Wirelesssensornetwork(WSN),composedofmanywirelesssensornodesorganizedsynergy,isaspecialAd-hocnetwork,thesemini-nodeshavetheabilitytocommunicatewirelessly,collectdataandcollaboratewitheachother.Wirelesssensornetworknodeisfeaturedoflowcost,smallsize,limitedenergyandcomputingcapacity.Inthedesignofwirelesssensornetwork,toreducetheenergyconsumptionofthenodesisthefirsttobetakenintoaccount.

StartingformlearningatypicalMAClayerprotocolofIEEE802.15.4wirelesssensornetwork,thenanalyzingsomeothercommonMAClayerprotocols,thispaperpointsouttheiradvantagesanddisadvantages,thensumsuptheprinciplestodesigntheMAClayerofwirelesssensornetworks.UsingMSP430MCUandCC2500RFchip,thehardwareofwirelesssensornetworknodeisdesigned.Accordingtoresultsoftheexperiments,therateofthenodecanreach250kbps,anditsscopeofcoveragecanreach100mintheopenarea.UsingSimpliciTI,asmall-scalewirelesssensornetworkprotocol,thecommunicationsbetweenbothtwoandthreenodessucceed.Then,throughhardwareandsoftwaredebugging,asimplestartopologynetworkisrealized.Thisnetworkcancollecttemperatures,humidityandsmokeinformation,then,aggregatesthisinformationtothecentralnode.ThroughRS232interface,theinformationcanbedisplayedonPC.Finally,byanal