基于Wi-Fi的无线传感器网络节点的设计及应用

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近年来,随着传感技术、无线通信技术以及低功耗嵌入式技术的快速发展,无线传感器网络领域的研究在国内外众多科研机构迅速展开,并已经成为了业界关注的热点。目前,ZigBee协议作为一种近距离、低功耗、低成本的无线网络技术,已被广泛应用于无线传感器网络中。然而,随着研究的逐步深入,其组网较复杂、数据传输速率低等特点也逐渐显现出来,并且从一定程度上限制了其在更广泛领域内的应用和进一步的发展。无线保真技术(Wireless Fidelity, Wi-Fi)具有传输速率高、传播距离远、覆盖范围广等特点,在无线局域网应用中得到了迅猛的发展。然而在过去很长的一段时间内,Wi-Fi的高功耗、高成本和高复杂度等因素严重阻碍了其在无线传感器网络中的应用,但随着Wi-Fi技术以及基于Wi-Fi技术的无线局域网建设的快速推广,这些影响因素在近年来逐步得到了解决,基于Wi-Fi技术的无线传感器网络的应用时机已经成熟。本文完成了一种基于Wi-Fi技术的无线传感器网络节点嵌入式软硬件系统的设计及实现。其中,传感器节点硬件采用高集成、超低功耗的微型芯片GS1010作为主控制器,实现了温湿度、光照、加速度传感器模块以及其它外围通信、接口模块的硬件设计;节点软件基于uVelOsity嵌入式实时操作系统和IP网络协议栈,完成了底层驱动程序及系统应用程序的开发,实现了传感器数据、所连接AP的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator, RSSI)等数据的采集和网络传输功能。此外,文中还实现了对多个AP的RSSI值的数据采集工作,并配合服务器端软件成功地完成了节点的实时定位实验。最终结果表明:节点工作正常,性能较稳定,能够准确地获取各传感数据及其它应用相关数据,与服务器建立连接并完成数据的网络传输,具有一定的可用性,能够应用于无线传感器网络的传感数据采集以及室内实时定位等相关领域。
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