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基于嵌入式系统的无线传感器网络的应用研究.docx
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湖南文理学院
课程设计报告
课程名称:
嵌入式系统课程设计
自动化 2 班
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学生姓名:
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日期
基于嵌入式系统的无线传感器网络的应用研究
序
基于嵌入式系统的无线传感器网络的应用研究
随着半导体技术、传感器技术、嵌入式技术以及通信技术的飞速发展,具有
感知、计算、存储和通信能力的无线传感器网络的应用越来越广泛。无线传感器
网络作为一种嵌入式设备能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的
各种信息,并加以处理。本文提供了一种基于 CC2420 的无线传感器网络的硬件
节点设计方案,通过选择芯片,设计硬件接口,构建了一个完整的无线传感器网络
节点。经仿真调试,该节点在试验中应用良好,电路板可以实现两个节点间的通信,
能由 LED 指示发送、接收或应答信息,基本达到了设计要求,在煤矿监控系统的实
验中应用良好,能采集精度较高的温度、压力等数据信息,并实现准确的数据交互,
实现了传感器网络所需的外形小、集成度高、低功耗,为将来实际应用研究提供
了一个实验平台,具有一定的应用价值。
基于嵌入式系统的无线传感器网络的应用研究
目录
1.设计要求 ........................................................................................ 2
2.设计的作用与目的........................................................................ 2
3.无线传感器网络应用研究的设计方案........................................ 4
3.1 体系结构 .............................................................................. 4
3.2 节点结构 .............................................................................. 5
4.系统硬件设计 ................................................................................ 5
4.1 无线传感器网络节点组成及工作流程 .............................. 5
4.2 无线传感器网络节点设计 .................................................. 6
4.2.1 处理器模块................................................................. 7
4.2.2 通信模块..................................................................... 8
4.2.3 能量供应模块........................................................... 11
5.设计流程 ...................................................................................... 11
6.心得体会及建议........................................................................ 15
6.1 心得体会 ............................................................................ 15
6.2 建议..................................................................................... 15
7.参考文献 .................................................................................... 16
1
基于嵌入式系统的无线传感器网络的应用研究
1
.设计要求
无线传感器网络是集成了传感器、嵌入式系统、网络和无线通信四大技术而形
成的一种全新的信息获取和处理技术它是一种新型的无基础设施的无线网络能
够实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息并对其进行处理、传送到需
要这些信息的用户。
2.设计的作用与目的
无线传感器网络在环境、健康、家庭和其他商业领域有广阔的应用前景,在军
事、空间探索和灾难拯救等特殊领域有其得天独厚的技术优势。以军事应用为例,
传感器网络将会成为C41SRT系统不可或缺的一部分。C41SRT系统的目标是利用
先进的高科技技术,为未来的现代化战争设计一个集命令、控制、通信、计算、
智能、监视、侦察和定位于一体的战场指挥系统.受到了军事发达国家的普遍重
视。因为传感器网络是由密集型、低成本、随机分布的节点组成的,自组织性和
容错能力使其不会因为某些节点在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃,这
一点是传统的传感器技术所无法比拟的,也正是这一点,使传感器网络非常适合
应用于恶劣的战场环境中,包括监控我军兵力、装备和物资,监视冲突区,侦察
敌方地形和布防,定位攻击目标,评估损失,侦察和探测核、生物和化学攻击。
在战场,指挥员往往需要及时准确地了解部队、武器装备和军用物资供给的情况,
铺设的传感器将采集相应的信息,并通过网关将数据送至指挥所,再转发到指挥
部,最后融合来自各战场的数据形成我军完备的战区态势图。在战争中,对冲突
区和军事要地的监视也是至关重要的,通过铺设传感器网络,以更隐蔽的方式近
距离地观察敌方的布防;当然,也可以直接将传感器节点撤向敌方阵地,在敌方
还未来得及反应时迅速收集利于作战的信息,传感器网络也可以为火控和制导系
统提供准确的目标定位信息。
在生物和化学战中,利用传感器网络及时、准确地探侧爆炸中心将会为我军
提供宝贵的反应时间,从而最大可能地减小伤亡。传感器网络也可避免核反应部
队直接暴露在核辐射的环境中。在军事应用中,与独立的卫星和地面雷达系统相
2
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