基于IEEE802.15.4的无线传感器网络的设计与实现

利用基于IEEE802.15.4的IP—Link 1200模块,设计并实现了能够实时接入现有蜂窝网络的无线传感器网络的验证系统。该方案工作于900MHz或1800MHz的GSM(全球移动通信系统)网络的SMS(短消息业务)平台,把从目标区域采集到的温湿度参数传送给位于远程的任务管理中心。用户只需用普通的支持短消息的手机,向任务管理中心发送固定格式的短消息,就可以实时地获得任意一指定节点的

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第3 2卷第 7期 20 0 6年 7月

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基于 I E 0 .5 4的无线传感器网络的设计与实现 E E 82 1 . 田忠, 宋铁成,叶芝慧,沈连丰 (东南大学移动通信国家重点实验室,苏省南京市 20 1 )江 10 6

要:利用基于 IE 2 1. E E8 .54的 I—i l0 0 PL k20模块, n设计并实现了能够实时接入现有蜂窝网络

的无线传感器网络的验证系统。该方案工作于 9 0 MH或 180 MH 0 z 0 z的 G M(球移动通信系统 ) S全网

络的 S S短消息业务 )台, M(平把从目标区域采集到的温湿度参数传送给位于远程的任务管理中心。 用户只需用普通的支持短消息的手机,向任务管理中心发送固定格式的短消息,可以实时地获得任就意一指定节点的温湿度参数。另外,可以通过 Itre打印历史报表。也 nent 关键词:无线传感器网络; E 0 .5 4;i e; S I E8 2 1 . Zg e G M E b中图分类号: N 2 . 99 5 r些明显特征:

0引

a以数据为中心, )以无连接方式传输数据; b网络的拓扑结构变化不大, )主要是旧节点的离 开和新节点的加入;

基于 IE 0 .5 4的无线传感器网络由于廉 E E 82 1.

价、简单、低功耗、低数据传输速率 (5 b/ ) 20ki s以及工 t作在免申请的 I工业、学和医疗 )段的特 S M(科频点,]将在自动控制、环境监测等领域得到广泛应用。 在对无线传感器网络深入研究的基础上,我们选用 H lo m公司新推出的 I—ik20模块搭建了一个 ecm i PLn l0验证系统,实现了对目点温度指标与湿度指标的实标时监测控制功能。

c网络节点密度高, )传感器节点数量众多,单位面积拥有的节点数远远大于传统的 A c d o网络; h d传感器节点由电池供电, )节点能量有限; e网络还应该具有容错能力 J )。 对于无线传感器网络协议, E 0 .5 4满足 I E 82 1. E O I M( S—开放系统互连参考模型 )准, R标定义了 M C A (媒体接入控制 )和 P Y(

层 H物理 )层协议。Z be] i e g是全球许多家公司组成的一个产业联盟,它定义了一组基于 IE 0 .54的有关组网、 E E8 2 1.安全和应用软件方面的技术标准。我们搭建的系统符合 Zge联盟 i e b的规定, Zge而 i e的 M C层、理层则符合 IE b A物 EE 82 1. 0 .54协议。由于该标准是开放的,基于该标准的

1验证系统总体方案设计 无线传感器网络采用大量具有多功能多信息信号获取能力的传感器,利用自组织无线接入网络与传感器控制器连接,构成无线传感器网络。典型的网络结构如图 1所示。

产品不必支付专利费,有利于加速无线传感器网络领域的产业化进程 L。 4 J对于该无线传感器网络验证系统的具体实现,可以有多种方案。有移动网、星以及 I e e等多种卫 nrt tn 手段,此外还可以建立专网传递数据至管理中心、终端 用户。 用户

图 1典型的传感器网络结构

针对本实验验证系统的实际应用是农业监测控制,以要考虑它的实际情况:是建设的周期、金;所一资 二是网络的覆盖范围;三是终端用户获取数据信息的 便利性。根据这 3个要素,选择 G M( S全球移动通信系统 )网络较符合系统要求。

无线传感器节点经多跳转发,通过网关接入网络, 在网络的任务管理节点对传感器信息进行管理、分类、 处理,再把传感器信息送给终端用户。

与传统 A o dhc网络相比,无线传感器网络具有一 收稿日期: 0 51 -;回日期 t 060 -3 20—12修 9 0 -32。 2

如图 2所示,无线传感器网络验证系统主要由数据采集和传输网络 (本地网络 ) G M网络、、S管理中心、 用户终端 4部分组成。其中,用户终端就是普通的手机,和G M网络都是非常成熟稳定的平台,它 S因此验

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