基于TinyOS的嵌入式无线传感器网络设计

基于TinyOS的嵌入式无线传感器网络设计

0 引 言

　　无线传感器网络是集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合智能信息系统。由于它由大量体积小，成本低，具有无线通信、传感、数据处理能力的传感器网络节点组成。所以功耗、成本、体积、处理能力等受到严格的限制。以此超低功耗单片机MSP430为核心，结合无线收发模块nRF24E1，对无线传感器网络的普通节点和网关节点进行了设计。

　　1 无线传感器网络

　　由于传感器节点功率的限制，传递的距离非常有限，网络节点除了从外界环境采集数据外，还要接收邻近节点的数据，对数据进行处理、融合、转发。图1中节点A通过节点B，C，D将数据传送至网关节点E。再由网关节点与外部网络相联，将数据发送给用户。

　　2 硬件设计

　　无线传感器网络节点主要由传感器模块、处理器模块、无线收发模块、电源模块构成,如图2所示。

　　2．1 数据采集模块

　　数据采集模块直接与外界接触进行信息感知和采集。它将采集的物理量通过积分、放大电路的整形处理后经过A／D转化为数字信号送给处理器。

　　2．2 数据处理和控制模块

　　数据处理和控制模块是传感器节点的核心，它主要实现设备控制、任务调度、资源管理等功能。作为硬件平台的中心模块，应该具有集成度高，功耗低，运行速度快，I／O和扩展接口多等特点，并应适应整个网络的需要。基于以上原因，可以采用TI公司的 MSP430系列超低功耗处理器、高效的16位．RISC CPU确保任务的快速执行，以缩短工作时间；可以从睡眠模式到活动模式的6μs转换时间延长待机时间，降低电池的功耗；集成12位A／D转换器、温度传感器、FLASH程序存储器和2 KB RAM，具有丰富的端口资源，可以与各种传感器连接。