WSN中传感器节点“一键还原”技术的研究与实现

摘要

无线传感器网络（WSN）主要的功能是用于跟踪和监控，到目前为止，对WSN很多人的工作都集中在应用层、路由层以及链路层，然而，在传感器节点本身的监视，管理以及控制上做的工作却非常少。如果传感器节点布置在人工难以维护的地方，那么节点系统的强壮性应该是最应该考虑的问题。为了解决这个问题，本文提出了“一键还原”功能，传感器节点将错误消息以多跳的形式发送到网关直至控制中心，然后，只需按下传感器节点上的还原按键或者手动从网关到节点发送一条系统还原指令就可以把对应节点的系统恢复到初始状态。另外，网关的可视化界面使得用户可以高效管理网络中的任一节点。
　　本文采用的硬件平台是基于德州仪器CC2530的片上系统开发设计的，还为网关配备了触摸显示屏。软件系统是基于Linux开发的，便于可视化操作，而节点系统以德州仪器公司（TI）研发的Z-Stack协议栈为核心，主要在应用层以及硬件抽象层做了相应的修改以适合我们开发。对于“一键还原”模块采用的硬件平台是恩智浦的基于ARM Cortex-M0核心的LPC1114低功耗32位微控制器，面向8、16位微处理器应用，它相比8、16位架构的其它处理器来说有效的降低了代码长度。此外，需要还原的代码被存储在一块特制的储存器W25X16中，它的优点就是功耗极低且非常适合做代码下载应用。还原过程就是LPC1114控制将W25X16中的程序读出来然后写入CC2530中，这样就实现了“一键还原”过程。
　　经过大量的实际测试，测试结果表明本文的软硬件系统都满足了设计要求，明显提高了节点的实际使用寿命。

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第一章 绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容及意义

1.4论文组织结构

第二章 ZigBee协议与Cortex-M0微控制器

2.1无线通信技术与组网技术

2.2 ZigBee技术

2.3低功耗微控制器ARM Cortex-M0

第三章 传感器节点“一键还原”的硬件设计

3.1概述

3.2手动“一键还原”技术的实现

3.3远程“一键还原”技术的实现

3.4本章小结

第四章 传感器节点“一键还原”的软件设计

4.1概述

4.2通信模块程序设计

4.3“一键还原”模块程序设计

4.4本章小结

第五章 实验结果与分析

5.1实验平台设计

5.2实验结构与步骤

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢