基于TinyOS的无线传感器系统的研究与实现-信号与信息处理专业论文.docxVIP

南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 研究生签名： 日期： 南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索； 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 研究生签名： 导师签名： 日期： 摘要 近年来，随着传感器技术的不断发展，分布式处理技术的日益成熟，结合嵌入计算技术 与通信技术的快速进步，无线传感网的发展越发强劲。越来越多的科研人员正投身于传感器 网络的研究当中。然而目前国内研究阶段的大多数的无线传感器节点在实际的应用中存在一 些限制和约束，如通信能力不佳，处理性能薄弱，开发方式落后，使其无法应对日益复杂的 应用要求。 针对以上问题，本文从硬件和软件两个方面着手解决。硬件上，经过合理的硬件芯片选 型搭建了一个传感器硬件节点平台，采用微控制器 MSP430F5419A 作为节点的核心处理模块， 以提高节点的计算处理能力；为了有效提高传感器节点的无线通信能力，实现远距离的无线 传输，选择发射功率大，接收灵敏度高，且能够工作于 780MHz 的 AT86RF212 作为无线射频 模块；以 SHT11、TSL2561 作为节点的温湿度和光照度采集模块实现灵敏可靠的数据采集。 在此基础上对各个模块进行了详细的电路设计；面对硬件编程复杂，开发效率低的问题，提 出将 TinyOS 无线传感器网络操作系统应用于节点之上，针对 TinyOS 相应地移植了各硬件模 块的驱动代码，分析研究了系统提供的网络服务和网络协议。基于上述 TinyOS 平台，统一编 写了汇聚节点与传感器节点的应用程序，实现了数据的采集和多跳传输。同时，使用 Python 和 QT 编写了上位机软件与用户交互，实现了采集数据的展示和告警。最后，在实际环境中 测试了该节点的数据采集功能、无线传输性能以及网络性能，表明其可以切实实现灵敏可靠 的信息采集，具有较远的无线传输距离和较强的网络自组织自愈能力。 关键词: 无线传感网，TinyOS，AT86RF212，数据采集 I Abstract In recent years, with the continuous progress of the sensor technology, wireless communication technology, embedded computing technology and distributed processing technology, wireless sensor network with multi function and low power has get rapid development. A growing number of reserchers are committed to the research and application of wireless sensor network. However, the current nodes in the domestic research stage have some shortcomings in practice, such as poor communication performance, weak computing power, low-level way of development. It will be difficult to cope with increasingly complex application requirements. To solve above problems, this thesis from two aspects of hardware and software to solve. On the hardware, this thesis designed a new wireless sensor node plrsatform after the reasona