1、 毕业设计开题报告 电子信息工程 ARM 系统下 WSN 节点的通信设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 随着半导体技术、微系统技术、计算机技术、通信技术等的飞速发展， 20 世纪 90年代末在美国发展了现代意义的无线传感网络（ Wireless Sensor Network， WSN）技术。后来，美国商业周刊和 MIT 技术评论在预测未来技术发展的报告中，分别将无线传感器网络列为 21 世纪最有影响的 21 项技术和改变世界的 10 大技术之一。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、 湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度
2、和方向等周边环境中多种多样的现象。基于 MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。能够广泛用于军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理，以及机场、大型工业园区的安全监测等领域。随着传感器网络的深入研究和广泛应用，传感器网络逐渐深入到人类生活的各个领域。 21 世纪开始，工业界、军界和学术界给与了无线传感器网络极大关注，许多关于传感器网络的研究项目在欧洲和美 国相继启动。 美国所有著名院校几乎所有研究小组都在从事无线传感器网络相关技术的研究，芬兰、意大利、日本、巴西、德国和加拿大等国家的研究机构也
3、加入了相关的研究。特别是美国的无线传感器网落技术的研究得到了国防部和国家自然基金委等多种渠道的巨资支持。欧洲也在 2004 年初于德国柏林举行了第一届“无线传感器网络论坛”。 我国也非常重视无线传感器网络的发展，国家自然科学基金委员会已经审批了无线传感器网络的相关重点课题，在国家发展改革委员会的下一代互联网示范工程中，也部署了无线传感器网络相关的课题。 04 年起有更多的院校 和科研机构加入到该领域的相关研究工作中来。如今，国家中长期科学与技术发展规划纲要又要明确指出，要把无线传感器网络及智能信息处理作为发展的一个优先主题。随着无线传感器网络应用的日益发展和不断深入，支持无线传感器网络的超微型
4、操作系统的研究以及无线传感器通信技术的研究，将成为未来无线传感器网络应用的发展趋势和热点。相信在未来的几年里，我国的无线传感器网络发展必将走向世界前列。 无线传感器网络是以传感探测器、无线通信和计算机应用等科学为依托而构筑的目标监视系统。多功能、微型化、智能化、网络化、无线化是传感器网络的发 展方向。随着低功耗无线电通信技术、嵌入式计算技术、微型传感器制造技术和集成电路技术的飞速发展和日益成熟，集成多项技术而形成的无线传感器网络将是传感器技术发展的必然趋势。 传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、
5、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现 “ 无处不在的计算 ” 理念。在传感器网络中，节点通过各种方式大 量部署在被感知对象内部或者附近。这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式感知、采集和处理网络覆盖区域中特定的信息，可以实现对任意地点信息在任意时间的采集，处理和分析。一个典型的传感器网络的结构包括分布式传感器节点（群）、 sink 节点、互联网和用户界面等 。 传感节点之间可以相互通信，自己组织成网并通过多跳的方式连接至 Sink（基站节点） ，Sink 节点收到数据后，通
6、过网关（ Gateway）完成和公用 Internet 网络的连接。整个系统通过任务管理器来管理和控制这个系统。传感器网络的特性使得其有着非常广泛的 应用前景，其无处不在的特点使其在不远的未来成为我们生活中不可缺少的一部分。 传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域，是信息感知和采集的一场革命，被认为是 21 世纪最重要的技术之一，它将会对人类未来的生活方式产生深远影响。 2003 年 2 月份的美国技术评论杂志 Technology Review）评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术，传感器网络被列为第一。美国商业周刊认为，传感器网络是全球未来四大高技
7、术产业之一。近几年来在美国国防部高级规划署（ DARPA）、美国自然科 学基金委员会和其它军事部门的资助下，美国科学家正在对无线传感器网络所涉及的各个方面进行了深入的研究。 传感器网络可以被广泛地应用在国防军事、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、抗灾抢险等领域，拥有巨大的应用价值。从目前国外的研究进展来看，虽然传感器网络的应用前景十分美好，但由于仍然面临很多技术难题，还不能走向广泛应用。美国很早就开始这方面的研究，但直到近几年，这方面的研究活动才在各大学及研究所蓬勃开展起来。美国政府也斥巨资支持这方面的研究。在 2003 年度的自然科学基金自主的专题中，便有一个是传感器与传感器 系统及网络
8、，拨款额度达到三千四百万美元。美国国防部在这方面的投入更为巨大。在其它国家和地区，如欧洲、日本、澳大利亚也开展了不少关于传感器及传感器网络的研究工作。 国内当前对传感器网络的研究才刚刚起步，还处在概念、理论和技术跟踪研究的初级阶段，研究的范围也主要是在高校和研究所范围内。但是由于传感器网络是一个新兴技术，国内与国际水平的差距并不很大，及时开展这项对人类未来生活影响深远的前沿科技的研究，对整个国家的社会、经济将有重大的战略意义。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 课题研究的基本内容是无线传感器 网络。无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自组织构成的网络。传感器网络可实现数据的采
9、集量化、处理融合和传输应用，它是目前信息领域的一个热点。自动配置的无线传感器网络可以在大范围内用于收集、处理和发布复杂的环境数据。无线传感器网络的基本组成单元是节点，节点是一个微型嵌入式系统，通过携带能量有限的电池或者利用自然条件等供电方式，实现对所采集或接收的数据进行处理、存储货发送。每个传感器节点具有传统网络节点的终端和路由的双重功能，处理进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理 和融合等处理，同时与其他节点协作完成一些特定任务。因此，节点的稳定运行是整个网络的保证。传感器节点的软硬件技术是传感器网络研究的重点。 三、研究步骤、方法及措施： 研究步骤： 1、学
10、习，研究 ARM 系统及其原理。 2、学习，编写 ARM 程序。 3、学习，研究 WSN 系统及关键技术。 4、学习，研究 WSN 节点及原理。 5、在 ARM 系统上进行节点通信设计。 6、调试。 7、编写设计，形成论文。 研究措施： 1、巩固、复习已学课程跟此次毕业设计有关的科目。 2、寻找图书馆相关的书籍、杂志，通过上网寻找相关的一些资料，查 看当代对该技术的研究成果和动态，然后通过对这些资料的研究进一步的熟悉和理解所要研究的相关知识。 3、在涉及到动静态模型及仿真时，因为实验室有相关软件及实验箱，所以要常到实验室。 4、在设计过程中及时与指导老师探讨。 四、参考文献 ： 1肖同松 .
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