浅谈无线传感器技术的选择.doc
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2019-09-05
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浅谈无线传感器技术的选择
无线传感器和传感器网络，是具有非常广泛的市场前景，将会给人类的生
活和生产的各个领域带来深远影响的新技术。美国的《技术评论》杂志在论述
未来新兴十大技术时，更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术，《商
业周刊》预测的未来四大新技术中，无线传感器网络也列入其中。
无线传感器网络有着十分广泛的应用前景，在工业、农业、军事、环境、
医疗，数字家庭，绿色节能，智慧交通等传统和新兴领域有具有巨大的运用价
值，无线传感器网络将无处不在，将完全融入我们的生活。
由于无线传感器和无线传感器网络巨大的市场和应用前景，所以目前全世
界许多公司都推出了各自的无线传感器网络。这些技术百花齐放，各有千秋，
但是这些技术之间，几乎不能相互兼容和互通。
无线传感器网络系统的基本架构包括三部分，第一部分是无线收发芯片，
其职责是将数字信息转换为高频无线信号传送出去和将接收到的高频无线信号
恢复成数字信息。无线传感器收发芯片而言，IEEE802.15.4 能为无线传感器
应用提供最佳方案，这是因为 IEEE802.15.4 规范可能是主要且可能唯一的实
用标准。目前全球有多家公司提供这方面的收发芯片。像 TI 公司的 CC2420/
CC2520 等芯片都特别适用于钮扣电池和低电能应用的低功耗特性.
典型的无线传感器网络节点或者路由器
实现一个典型的无线传感器网络节点和路由器，可以采用多芯片方案，由
一个无线收发芯片和一个微控制器（单片机）组成，微处理器可以采用低功耗
的 MSP430，无线芯片可以采用 CC2520/CC2420 等。
随着技术不断发展，已经有越来越多的公司，将无线收发器芯片和微控制
器和无线收发器做成了一个片上系统（SoC），例如 TI 公司采用 8051 内核的
CC2430/CC2431 等 ZigBee 无线单片机，随着无线传感器网络对计算能力提
高要求，最近 Freescale 公司也推出了 ARM 内核的 32 位 ZigBee 无线单片机。
使用这些 SoC 无线单片机设计无线传感器网络，将使无线传感器节点具有更小
的体积，更低的功耗和更低的价格；TI 公司在国内的技术合作伙伴无线龙科技
公司等，也同时提供这些芯片，开发工具的相关技术支持。
无线传感器网络构架第二部分是运行于单片机或者无线单片机内部的嵌入
式软件，也称软件协议栈（networkstack），网络堆栈有两个职责。首先它
必须要处理节点间的无线链接通信质量的频繁变化和环境因数对无线通讯造成
的干扰，具有对网络自组织，自恢复的能力；网络堆栈的第二个职能是要具有
很强的路由算法能力，确保信息可靠高效地通过各种网络拓扑（星状/网状等
等）从源节点（如果现有，可以通过成百上千路由节点）发送到目标节点。确
保通讯的实时性要求。
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