基于TinyOS的嵌入式無線傳感器網絡設計

0 引 言
無線傳感器網絡是集信息采集、信息傳輸、信息處理于一體的綜合智能信息系統。由于它由大量體積小，成本低，具有無線通信、傳感、數據處理能力的傳感器網絡節點組成。所以功耗、成本、體積、處理能力等受到嚴格的限制。以此超低功耗單片機MSP430為核心，結合無線收發模塊nRF24E1，對無線傳感器網絡的普通節點和網關節點進行了設計。

1 無線傳感器網絡
由于傳感器節點功率的限制，傳遞的距離非常有限，網絡節點除了從外界環境采集數據外，還要接收鄰近節點的數據，對數據進行處理、融合、轉發。圖1中節點A通過節點B，C，D將數據傳送至網關節點E。再由網關節點與外部網絡相聯，將數據發送給用戶。

2 硬件設計
無線傳感器網絡節點主要由傳感器模塊、處理器模塊、無線收發模塊、電源模塊構成,如圖2所示。

2．1 數據采集模塊
數據采集模塊直接與外界接觸進行信息感知和采集。它將采集的物理量通過積分、放大電路的整形處理后經過A／D轉化為數字信號送給處理器。
2．2 數據處理和控制模塊
數據處理和控制模塊是傳感器節點的核心，它主要實現設備控制、任務調度、資源管理等功能。作為硬件平臺的中心模塊，應該具有集成度高，功耗低，運行速度快，I／O和擴展接口多等特點，并應適應整個網絡的需要。基于以上原因，可以采用TI公司的 MSP430系列超低功耗處理器、高效的16位．RISC CPU確保任務的快速執行，以縮短工作時間；可以從睡眠模式到活動模式的6μs轉換時間延長待機時間，降低電池的功耗；集成12位A／D轉換器、溫度傳感器、FLASH程序存儲器和2 KB RAM，具有豐富的端口資源，可以與各種傳感器連接。