1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电子信息 工程 基于 TIMAC 的 CC2530 无线传感器网络节点设计 一、课题研究意义及现状 无线传感器网络( Wireless Sensor Networks, WSNs)是由大量的集成了传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点构成的全分布式的自组织网络。由于数量众多,传感器节点通常随机投放在监测区域内,并且很难更换电源。通常相邻节点间距离很短,适于采用低功率的多跳通信模式,节省功耗的同时增强了通信的隐蔽性和抗干扰性。由于 WSNs具有易扩展、自组织、分布式结构、健壮性和实时性等特点, 使其在军事、建筑、农业、环境监测、医疗等领域有着传统网络无法比拟的
2、优势,必将开发出许多有价值的应用。 而信道接入技术是用于建立可靠的点到点、点到多点或多点共享的通信链路技术。如何控制共享信道的接入,是数据链路层的介质接入控制 (Medium Access Control, MAC)子层的主要任务。与传统的无线 MAC层协议相比,在许多方面有不同,其主要目标是节能和自组织,而每个节点的公平和时延是次要的。 传统的 MAC层协议的设计目标是最大化吞吐量、最小化时延并且提供公平性。而为 WSNs设计的 MAC层协议关注的是 最小化能耗,这就决定了它要适度地减小吞吐量和增加时延。由于 WSNs的节点总是协作完成某应用任务,所以公平性通常不是主要问题。另外, WSNs
3、的一些典型应用(如战场目标跟踪)也对其 MAC层协议的设计提出了不同于传统无线网络的要求。 同时这些独特要求和制约因素也为 WSNs 的研究提出了新的技术问题,其中如何有效地延长网络的生命周期成为研究 WSNs 的核心问题。在对无线传感器网络 MAC 层深入研究的基础上,结合 TI 公司 SoC 芯片 CC2530,实现了节点间的点对点通信功能,为研究上层协议打下了基础。 二、课题研究的主要内容 和预期目标 内容:了解 CC2530 芯片的硬件工作原理,掌握适用于 CC2530 的 TIMAC 通信协议内容,研究 TIMAC 通信流程和工作机制,在此基础上,使用 IAR Embedded Wo
4、rkbench 嵌入式开发工具进行 CC2530 上点对点主从温度检测应用的开发。 预期目标:通过对 CC2530 芯片的应用程序设计,通过串口能够正确地接收和发送数据,实现 cc2530 上点对点主从温度检测,并通过计算机串口调试软件测试正确的信息,显示其变化曲线 ,从 实现 基于 TIMAC 的 CC2530 无线传感器网络的节点温度检测和网络传输 。 三、课题研究的方法及措施 首先,通过查找资料熟悉并掌握 CC2530 芯片的基本工作原理,并查找文献了解现有的适用于 CC2530 的 TIMAC 通信协议,以及使用 IAR Embedded Workbench 嵌入式开发工具进行CC25
5、30 上点对点主从温度的检测的流程和方法。 然后,熟悉 IAR Embedded Workbench 的开发环境,了解 IAR Embedded Workbench 程序的写法,通过学习和理解编写所需要的库函数。掌握适用于 CC2530的 TIMAC 通信协议内容,研究 TIMAC 通信流程和工作机 制,列出所需要实现的功能,并且分模块实现。 最后,结合所掌握的内容编写程序,在此基础上,使用 IAR Embedded Workbench 嵌入式开发工具进行 CC2530 上点对点主从温度检测应用的开发。 四、课题研究进度计划 2011.7.9 2011.11.19: 阅读相关文献并撰写文献综述
6、,完成外文文献的翻译,完成开题报告。 2011.11.19 2011.12.31:掌握毕业设计课题基本内容并用 IAR Embedded Workbench进行软件开发。 2012.1.1 2012.1.21:撰写毕业设计论文,完成初稿。 2012.1.22 2012.4.1:对毕业论文进行修改,完成最终稿。 2012.4.2 2012.4.18:上交毕业设计相关文档,准备好答辩 PPT。 五、参考文献 1任丰原,黄海宁,林闯 .无线传感器网络 J.软件学报 ,2003, 14( 7) :1282-1291. 2吴光荣,章剑雄 .基于 cc2430 的无线传感器网络的实现 J.现代电子技术,
7、2008, 12:21-124. 3David C. Steere, Antonio Baptista, Dylan McNamee, Calton Pu, Jonathan Walpole. Research Challenges in Environmental Observation and Forecasting systemsC. Proceedings of the 6th ACM/IEEE MobiCOM, 2000: 292-299. 4郑增威,吴朝晖,金水祥 .无线传感器网络及其应用 J.计算机科学, 2003,30(10):138-140. 5曾鹏,于海斌,梁英,尚志军,王
8、忠锋 .分布式无线 传感器网络体系结构及应用支撑技术研究 J.信息与控制, 2004, 33( 3): 307-313. 6丛秋波 .2.4GHz RF 解决方案用于低功耗无线网络系统开发 J.电子设计技术 , 2009,11(7): 4-15. 7宋杰 .无线传感器网络节点设计及 Delphi 监控软件开发 D.天津:河北大学学位论文 , 2010. 8杨德斌,伍俊,阳建宏 .无线数字传感器网络节点 J.仪表技术与传感器, 2007, 21(9):1-53. 9周丽敏,田斌,廖婷 .无线传感器网络 T-MAC 协议的研究 J.传感器与 微系统, 2007,25( 6): 36-38. 10石
9、为人,冯会伟,唐云建 .一种无线传感器网络 MAC 层协议设计与实现 J.计算机科学,2009, 7,36( 7): 60-67. 11李文仲 ,段朝玉 .ZigBee2006 无线网络与无线定位实战 M. 北京 :北京航空航天大学出版社 ,2008.1. 12Ran Peng,Sun Mao-heng.Zou Tou-min,ZigBee Routing Selection Strategy Based on Data Services and Energy-balanced ZigBee RountingC.Proceedings of the 2006 IEEE Asia-Pacific Conference on Services Computing(APSCC06),Dec,2006. 13Kwang Koog Lee,Seong Hoon Kim,Yong Soon Choi,Hong Seong Park.A Mesh routing Protocol using Cluster Label in the ZigBee NetworkC.Mobil Adhoc and Sensor Sysetems(MASS).2006 IEEE International Conference on,Oct. 2006.