無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3G網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與研制
2.2 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)
通信模塊的功耗在網(wǎng)關(guān)的功耗中占主要部分,為了降低功耗,必須設(shè)計(jì)一種合適的通信協(xié)議及路由算法,盡可能的使網(wǎng)關(guān)處于休眠狀態(tài),同時(shí)又要保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)耐暾浴?br /> 節(jié)點(diǎn)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)為主動的消息幀結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖4所示。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/161649.htm
結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)周期性休眠喚醒的特點(diǎn),采用簡化的發(fā)送和應(yīng)答機(jī)制,即簡化的T-MAC協(xié)議。網(wǎng)關(guān)先偵聽載波,當(dāng)信道空閑時(shí),向所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送同步幀,各節(jié)點(diǎn)接收到同步幀后根據(jù)同步幀的信息修改自身時(shí)鐘,并向網(wǎng)關(guān)發(fā)送應(yīng)答信息,達(dá)到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同步的目的。然后網(wǎng)關(guān)進(jìn)入接收數(shù)據(jù)狀態(tài),接收所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,通過WCDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸給上位機(jī),之后網(wǎng)關(guān)進(jìn)入睡眠模式,如此循環(huán)反復(fù)。
隨著時(shí)間的推移,時(shí)間同步誤差的增加,網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)可能出現(xiàn)失步,所以需要周期性地發(fā)送時(shí)間同步信息,保證網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步誤差不累加。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 無線通信距離測試
無線通信距離是網(wǎng)關(guān)性能的一個(gè)重要方面,其大小取決于射頻模塊的發(fā)送功率,兩者成正比。nRF905具有發(fā)射功率可選功能,分別為-20dBm,-2dBm,6 dBm和10 dBm。本測試分別在室內(nèi),空曠平地和有遮擋物和坡度的草坪上以不同的發(fā)射功率測試網(wǎng)關(guān)無線通信距離,射頻設(shè)定在433 MHz頻段,工作電壓為3.2 V。由節(jié)點(diǎn)周期性的向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù),當(dāng)網(wǎng)關(guān)接收到數(shù)據(jù)時(shí),再由網(wǎng)關(guān)向節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)雙方實(shí)現(xiàn)正常通信時(shí),用精度為0.01 m激光測距儀測量網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)之間的直線距離,分別測量20次,最后取其平均值。測量的結(jié)果如表1所示。
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