| 【中文题名】 | 基于TinyOS无线传感器网络协议研究 |
| 【英文题名】 | Research of Wireless Sensor Network Protocol Based on TinyOS |
| 【学科专业】 | 计算机应用 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 无线传感器网络（WSN）,TinyOS,NesC,ZigBee,网络节点, |
| 【英关键词】 | Wireless sensor network （WSN）,TinyOS,NesC,ZigBee,net node, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>传感器的应用 |
| 【论文摘要】 |
无线传感器网络(WSN)是在微电子、无线通信和嵌入式等技术的飞速发展中，产生的一种新的信息获取和处理模式。由于无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，已经引起了世界上许多国家军事界、学术界和工业界的高度重视，人们开始在基础理论和工程技术两个层面进行大量的挑战性研究工作。目前对无线传感器网络协议的研究仍处于起步阶段。
本文主要是基于TinyOS对无线传感器网络协议进行研究，从硬件平台的搭建和协议的构建两个方面展开。基于无线传感器网络是应用相关性很强的网络，在深入分析无线传感器网络特点、网络协议的体系后，详细讨论网络节点的构架和设计，提出更为完善的节点模型，为硬件平台实施提供了参考方法。基于网络协议的重要性，在分析无线传感器网络特点的基础上，深入学习ZigBee协议和深入研究TinyOS操作系统中运用各种技术成果之后，使用nesC语言在TinyOS中实现ZigBee协议的MAC层数据处理。本文为无线传感器网络应用提供了新的节点模型和在TinyOS中使用主动消息在无线传感器网络中实现ZigBee协议提供技术路线图。
本文共分7章。第1章阐述了无线传感器网络的工程价值、国内外有关无线传感器网络... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
|
Abstract |
5-9 |
|
第1章 绪论 |
9-14 |
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1.1 无线传感器网络研究工程价值 |
9-11 |
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1.2 国内外无线传感器网络研究进展 |
11-12 |
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1.3 本课题来源及研究意义 |
12-13 |
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1.4 本论文研究内容 |
13-14 |
|
第2章 无线传感器网络 |
14-24 |
|
2.1 无线网络 |
14-17 |
|
2.1.1 蜂窝网络 |
14-15 |
|
2.1.2 无线局域网 |
15 |
|
2.1.3 Ad Hoc 网络 |
15-17 |
|
2.2 移动 Ad Hoc 网络与无线传感器网络 |
17-21 |
|
2.2.1 Ad Hoc 网络多跳原理 |
17-18 |
|
2.2.2 移动 Ad Hoc 网络 |
18-19 |
|
2.2.3 无线传感器网络 |
19-21 |
|
2.2.4 无线传感器网络与移动 Ad Hoc 网络差异 |
21 |
|
2.3 无线传感器网络协议栈 |
21-24 |
|
2.3.1 网络参考模型 |
21-22 |
|
2.3.2 无线传感器网络协议栈 |
22-24 |
|
第3章 无线传感器节点 |
24-36 |
|
3.1 节点结构 |
24-32 |
|
3.1.1 执行模块 |
25 |
|
3.1.2 传感器模块 |
25-26 |
|
3.1.3 处理器模块 |
26-29 |
|
3.1.4 通信模块 |
29-31 |
|
3.1.5 能量供应模块 |
31-32 |
|
3.2 常见节点 |
32-34 |
|
3.2.1 Mica 系列 |
32-33 |
|
3.2.2 GAINS3 |
33-34 |
|
3.3 节点设计构想 |
34-36 |
|
3.3.1 应用背景 |
34 |
|
3.3.2 芯片选择 |
34-35 |
|
3.3.3 节能策略 |
35-36 |
|
第4章 ZigBee 协议 |
36-45 |
|
4.1 短距离通信协议比较 |
36-37 |
|
4.2 ZigBee 协议栈 |
37-41 |
|
4.2.1 物理层 |
38-39 |
|
4.2.2 媒体访问控制层 |
39 |
|
4.2.3 网络层 |
39-40 |
|
4.2.4 应用层框架 |
40-41 |
|
4.3 ZigBee 协议栈中数据流 |
41-44 |
|
4.3.1 设备入网 |
41-42 |
|
4.3.2 设备绑定 |
42-43 |
|
4.3.3 数据收发操作 |
43-44 |
|
4.4 ZigBee 协议节能机制分析 |
44-45 |
|
第5章 TinyOS |
45-60 |
|
5.1 TinyOS 操作系统 |
45-53 |
|
5.1.1 轻量线程 |
45-47 |
|
5.1.2 主动消息 |
47-49 |
|
5.1.3 事件驱动模式 |
49-50 |
|
5.1.4 基于组件编程 |
50-51 |
|
5.1.5 硬件抽象层 |
51-53 |
|
5.1.6 并发模型 |
53 |
|
5.2 nesC 语言 |
53-57 |
|
5.2.1 接口 |
54-55 |
|
5.2.2 组件 |
55-56 |
|
5.2.3 属性申明 |
56-57 |
|
5.3 nesC 程序开发平台 |
57-58 |
|
5.3.1 cygwin |
57 |
|
5.3.2 eclipse |
57-58 |
|
5.4 TinyOS 协议栈 |
58-60 |
|
第6章 ZigBee 协议的 MAC 层模拟 |
60-75 |
|
6.1 主动消息数据结构 |
60-62 |
|
6.1.1 类型定义 |
60-61 |
|
6.1.2 数据结构 |
61-62 |
|
6.2 ZigBee 协议 MAC 层 |
62 |
|
6.3 实现机制 |
62-72 |
|
6.3.1 TOSSIM |
63 |
|
6.3.2 模拟程序 |
63-72 |
|
6.4 模拟结果分析 |
72-75 |
|
第7章 总结与展望 |
75-76 |
|
参考文献 |
76-79 |
|
致谢 |
79-80 |
|
作者在硕士期间发表的学术论文 |
80 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385548 |
