基于GSM延伸的WSN研究與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN)源于上世紀70年代,是從點到點間的傳感器傳輸,到現(xiàn)場總線應用于傳感器控制器,再到現(xiàn)在的具有無線自組織能力的傳感器網(wǎng)絡。由于無線通信技術、微電子技術、存儲技術、能量供應技術的發(fā)展,加之IEEE802.15.4工作組對WSN的物理層和MAC層協(xié)議的規(guī)范,使得WSN有了很大發(fā)展。
　　 WSN中單個節(jié)點的通信距離比較有限,所以WSN的單一子網(wǎng)覆蓋的范圍不可能太大。

2、為了實現(xiàn)大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡的組網(wǎng)與應用,需要借助廣域網(wǎng)絡設施作為遠程傳輸?shù)闹纹脚_,以實現(xiàn)不同傳感器子網(wǎng)之間的互聯(lián),這就需要設計網(wǎng)關,來完成無線傳感器網(wǎng)絡與廣域網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉換。然而WSN經(jīng)常布設于人員難以到達或者比較偏遠的場合,作為支撐平臺的廣域網(wǎng)如果是有線網(wǎng),當有線網(wǎng)布線至WSN處時,就會產(chǎn)生高昂的鋪設費用。
　　 論文設計了一種依托全球移動通信系統(tǒng)(Global System for MobileCommunicati

3、ons,GSM)平臺作為對WSN覆蓋延伸的體系結構。根據(jù)該體系結構設計出實現(xiàn)方案:用GSM作為節(jié)點信息遠程傳輸?shù)闹纹脚_,用ZigBee技術實現(xiàn)WSN,選用溫度作為感知對象,設計出WSN網(wǎng)關,實現(xiàn)WSN與GSM網(wǎng)絡之協(xié)議轉換。研究的主要內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　 1.研究了基于ZigBee技術的WSN。重點研究了ZigBee無線通信協(xié)議棧架構、各層所涉及的原語、提供的服務。
　　 2.采用GSM蜂窩網(wǎng)作為無線廣域網(wǎng),

4、研究了GSM空中接口的協(xié)議規(guī)范,AT指令及其格式。
　　 3.搭建了一個由無線廣域子系統(tǒng)、網(wǎng)關子系統(tǒng)、節(jié)點子系統(tǒng)組成的體系結構。其中無線廣域子系統(tǒng)借助現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡。網(wǎng)關子系統(tǒng)由GSM模塊和具有FFD(Full Function Device)功能的ZigBee協(xié)調(diào)器組成,它們之間通過串口RS-232連接。節(jié)點子系統(tǒng)由具有RFD(Reduce Function Device)功能的ZigBee無線傳感器節(jié)點和溫度傳感器組成。<

5、br>　　 4.開發(fā)環(huán)境采用IARSystems公司的IAR軟件,并對IAR軟件的功能和ZigBee協(xié)議棧的軟件開發(fā)流程進行了研究。
　　 5.在熟悉ZigBee技術規(guī)范和GSM規(guī)范的基礎之上,設計出了無線網(wǎng)關。該網(wǎng)關實現(xiàn)了兩種網(wǎng)絡協(xié)議之間的轉換,包括ZigBee協(xié)調(diào)器控制下的WSN組網(wǎng),AT指令的置入,以及PDU數(shù)據(jù)分組的定義。
　　 最后選用了三個節(jié)點的星型ZigBee網(wǎng)絡結構作為WSN,手機作為用戶遠程控制終端,