基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡低功耗節(jié)點設計.pdf

1、隨著微電子技術、傳感器技術、無線通信技術的迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡技術也取得了飛速的發(fā)展，尤其在智能家居、井下定位、智能抄表、鐵路監(jiān)測等場合的成功應用鼓舞著人們對無線傳感器網(wǎng)絡技術進行更深入的探索。針對無線傳感器網(wǎng)絡具有低功耗的需求，本文設計了基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡低功耗節(jié)點，完成了低功耗節(jié)點的軟硬件設計以及協(xié)議棧低功耗設計，并通過相關實驗測試了節(jié)點的性能。
　　本文首先選用集射頻收發(fā)功能和數(shù)據(jù)處理功能于一身的JN514

2、8模塊作為節(jié)點的射頻模塊，結(jié)合SHT15低功耗器件和電源模塊，完成了整個低功耗節(jié)點硬件的設計工作，同時設計了基于DS2784電量計IC的功耗監(jiān)測電路，用于功耗監(jiān)測實驗。
　　其次在低功耗節(jié)點硬件設計的基礎上，本文完成了低功耗節(jié)點軟件的設計工作，包括網(wǎng)絡建立程序設計和基于心跳包機制的ZigBee網(wǎng)絡維護程序設計，并完成了基于節(jié)點度的無線傳感器網(wǎng)絡拓撲控制方案設計。
　　本文還對節(jié)點協(xié)議棧的MAC層、網(wǎng)絡層和應用層進行了低功耗方

3、案設計，提出了一種基于LQI的WSN動態(tài)功率控制方案，并采用三次指數(shù)平滑算法對LQI進行平滑預測，改善了LQI波動較大的缺陷，適用于節(jié)點平穩(wěn)的動態(tài)功率控制。本文還設計了基于功率控制信息表的低功耗路由算法和應用層節(jié)點休眠機制，來進一步降低節(jié)點的功耗。
　　本文最后對所設計的低功耗節(jié)點進行了測試，包括基于LQI的WSN動態(tài)功率控制方案的性能測試和改進的低功耗路由算法的性能測試，驗證了所設計的低功耗節(jié)點的有效性、節(jié)能性和實時性，達到了預