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IEEE 802.15.4无线传感器网络的研究和实现

作者：唐小军 Publish: 2007-10-25 Hits:-

【中文题名】

IEEE 802.15.4无线传感器网络的研究和实现

【英文题名】

The Study and Realization of Wireless Sensor Network Based on IEEE 802.15.4

【学科专业】

控制理论与控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-10-25

【中关键词】

无线传感器网络,IEEE,802.15.4,AODV,WSN-AODV,无线传感器节点

【英关键词】

WSN,IEEE 802.15.4,AODV,WSN-AODV,WSN-Node,

【分类导航】

工业技术>无线电电子学、电信技术>无线通信>移动通信>>

【论文摘要】

无线传感器网络是一种特殊的Ad-Hoc网络,它具有自组织、快速展开、抗毁坏性强等特点,在军事、环境监测、医疗健康、工业控制等方面有着十分广阔的应用前景。近年来,随着无线通信、集成电路、传感器及微电机系统(MEMS)等技术的发展,使得大规模生产体积小、成本低、具有数据收集、短距离无线通信和数据处理能力的传感器节点成为可能。技术条件的成熟和大量潜在的应用需求使得无线传感器网络受到人们越来越多的关注和重视。无线传感器网络正成为国内外无线网络研究的一个热点。本文主要研究无线传感器网络的设计及产品开发。无线传感器网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限,网络设计的首要目标是有效节约能源,延长网络生命周期,并考虑网络的连通性。本文取得主要成果如下: (1)无线传感器网络节点设备及产品开发文中以Freescale的MC13192无线收发器及MC9S08GT60微控制器为基础成功得开发出通用的无线传感器网络节点设备,采用印刷线路技术研制出平面接收天线。整个无线传感器节点体积小,结构合理,成本低,能够满足企业客户的要求。 (2)IEEE 802.15.4协议分析及软件开发深...

【论文题纲】

摘要	3-4
ABSTRACT	4-8
1 绪论	8-18
1.1 概述	8-9
1.2 无线传感器网络的体系结构	9-12
1.2.1 传感器节点组成	9-10
1.2.2 网关节点组成	10
1.2.3 网络层次	10-12
1.3 无线传感器网络的研究现状及关键技术	12-15
1.3.1 研究现状	12
1.3.2 关键技术	12-15
1.4 基于IEEE 802.15.4 的无线传感器网络	15-16
1.5 本文的工作和组织结构	16-18
2 IEEE 802.15.4 标准	18-42
2.1 概述	18-19
2.2 IEEE802.15.4 网络简介	19-23
2.2.1 IEEE 802.15.4 网络的拓扑结构	20-21
2.2.2 网络拓扑的形成过程	21-23
2.3 IEEE 802.15.4 网络协议栈	23-37
2.3.1 物理层	23-27
2.3.2 MAC 子层	27-35
2.3.3 鲁棒性	35-36
2.3.4 能量消耗	36
2.3.5 安全服务	36-37
2.4 IEEE 802.15.4 协议栈设计	37-40
2.4.1 分层参考模型	37-38
2.4.2 通信原语	38-39
2.4.3 数据单元	39
2.4.4 物理层接口	39
2.4.5 MAC 层接口	39-40
2.5 小结	40-42
3 WSN-AODV 路由协议	42-58
3.1 概述	42-43
3.2 基于AODV 的LOWPAN 路由协议	43-47
3.2.1 AODV 概述	43-45
3.2.2 基于AODV 的LoWPANs 路由协议	45-46
3.2.3 WSN-AODV 路由协议	46-47
3.3 WSN-AODV 协议的比较和讨论	47-50
3.3.1 路由连通性维护机制	47-48
3.3.2 RERR 消息	48
3.3.3 本地路由修复	48-49
3.3.4 RREP 产生	49
3.3.5 路由度量	49
3.3.6 3 次重发机制	49-50
3.4 WSN-AODV 路由协议测试	50-52
3.4.1 测试平台	50-51
3.4.2 传输发生和分析工具	51
3.4.3 测试拓扑结构	51-52
3.5 WSN-AODV 路由协议性能评价	52-56
3.5.1 点到点延迟测量	52
3.5.2 RC 延迟和RC 丢包率测试	52-56
3.5.3 内存消耗	56
3.6 小结	56-58
4 IEEE 802.15.4 硬件平台	58-70
4.1 概述	58
4.2 设计简介	58-59
4.3 核心部件的设计要求	59-61
4.3.1 处理器模块	59-60
4.3.2 无线通信模块	60-61
4.4 硬件平台设计	61-66
4.4.1 微控制器MC9508GT60	62
4.4.2 射频收发器MC13192	62-64
4.4.3 射频收发器与微控制器接口	64-65
4.4.4 射频天线	65-66
4.5 硬件电路板绘制	66-68
4.6 小结	68-70
5 结论与展望	70-72
致谢	72-74
参考文献	74-78
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文	78

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.385921



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