基于Contiki操作系统的无线抄表系统节点设计

论文摘要

无线传感器网络(WSN)是一种新型廉价、智能的无线网络,综合了传感器、嵌入式操作系统、无线通信技术和计算机网络技术,已成为实现无线抄表的主流技术。无线抄表系统是无线传感器网络的一种非常重要的应用。无线抄表系统节点的实现包括无线传感器节点的硬件设计和节点上运行的软件系统的实现。硬件设计主要包括微处理器和无线收发RF模块。本论文分析了无线抄表系统的需求,综合相应技术指标,采用MSP430F1611低功耗单片机和CC1100E多信道射频收发芯片设计了网络节点。软件方面,对当前的各种无线通信协议进行了深入地分析,并进行方案论证,最后引入了新型无线传感器网路操作系统Contiki。Contiki操作系统短小精悍,非常适合内存受限的无线传感器网络节点。本论文的主要工作是在IAR环境下成功编译了Contiki操作系统,编写硬件平台的驱动程序,搭建了基于Contiki操作系统和MSP430F1611单片机外接CC1100E无线收发芯片的开发平台,并利用Contiki操作系统自带的Rime协议栈构建了无线数据接入系统,实现数据的无线传输。在编译Contiki成功之后,编写了一系列的应用程序进行试验,结果表明,运行Contiki操作系统的节点在470MHZ~510 MHZ ISM/SRD频段和网络中其他节点之间的无线通信正常稳定。运行Contiki操作系统的节点之间有效通信距离较远,形成多跳的Mesh网络能有效避开障碍物,网络健壮性得到提升,同时扩大网络覆盖面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 概论
• 1.1 无线传感器网络及其研究意义
• 1.2 远程无线抄表系统及其研究意义
• 1.3 无线传感器网络国内外研究现状
• 1.4 文章结构
• 2 无线抄表系统方案设计
• 2.1 无线抄表系统的结构
• 2.2 技术指标
• 2.3 方案论证
• 2.4 本章小结
• 3 无线抄表系统硬件设计
• 3.1 硬件设计
• 3.2 本章小结
• 4 无线抄表系统软件设计
• 4.1 Contiki 操作系统简介
• 4.2 Contiki 操作系统分析
• 4.3 Contiki 操作系统移植
• 4.4 运行结果
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献