一、无线传感器网络技能运用广泛，百家争鸣
无线传感器和传感器网络，是具有非常广泛的商场远景，将会给人类的日子和出产的各个范畴带来深远影响的新技能。美国的《技能谈论》杂志在论说未来新式十大技能时，更是将无线传感器网络列为榜首项未来新式技能，《商业周刊》 猜测的未来四大新技能中，无线传感器网络也列入其间。
无线传感器网络有着非常广泛的运用远景，在工业、农业、军事、环境、医疗，数字家庭，绿色节能，才智交通等传统和新式范畴有具有巨大的运用价值，无线传感器网络将无处不在，将彻底融入咱们的日子。图一是无线传感器运用暗示。
图1 无线传感器运用部分实例
因为无线传感器和无线传感器网络巨大的商场和运用远景，所以现在全国际许多公司都推出了各自的无线传感器网络。这些技能百家争鸣，各有千秋，可是这些技能之间，简直不能彼此兼容和互通。
图2是现在正在开发中的各种无线传感器技能，从这个图咱们能够看到，不同的无线传感器网络，终究都是期望完结和互联网的通讯，这或许是这些传感器网络终究交汇的通道。
图2现在全球开发中的部分无线传感器网络技能
二、怎么挑选适宜的无线传感器技能
无线传感器网络体系的根本架构包含三部分，榜首部分是无线收发芯片，其责任是将数字信息转换为高频无线信号传送出去和将接收到的高频无线信号康复成数字信息。无线传感器收发芯片而言，IEEE 802.15.4能为无线传感器运用供给最佳计划，这是因为IEEE 802.15.4规范或许是首要且或许仅有的有用规范。现在全球有多家公司供给这方面的收发芯片。像TI公司的CC2420/CC2520等芯片都特别适用于钮扣电池和低电能运用的低功耗特性。
完结一个典型的无线传感器网络节点和路由器，能够选用多芯片计划，如图3所示，由一个无线收发芯片和一个微操控器（单片机）组成，微处理器能够选用低功耗的MSP430，无线芯片能够选用CC2520/CC2420等。
图3 典型的无线传感器网络节点或许路由器
跟着技能不断发展，现已有越来越多的公司，将无线收发器芯片和微操控器和无线收发器做成了一个片上体系（SoC），例如TI公司选用8051内核的CC2430/CC2431等ZigBee无线单片机，跟着无线传感器网络对核算才能进步要求，最近Freescale公司也推出了ARM内核的32位ZigBee无线单片机。运用这些SoC无线单片机规划无线传感器网络，将使无线传感器节点具有更小的体积，更低的功耗和更低的价格；TI公司在国内的技能合作伙伴深圳无线龙科技公司等，也一起供给这些芯片，开发东西的相关技能支撑。
无线传感器网络构架第二部分是运转于单片机或许无线单片机内部的嵌入式软件，也称软件协议栈（network stack），网络仓库有两个责任。首要它必需求处理节点间的无线链接通讯质量的频频改变和环境因数对无线通讯形成的搅扰，具有对网络自安排，自康复的才能；网络仓库的第二个功用是要具有很强的路由算法才能，保证信息牢靠高效地通过各种网络拓扑（星状/网状等等）从源节点（假如现有，能够通过成百上千路由节点）发送到方针节点。保证通讯的实时性要求。
ZigBee联盟是由许多技能供货商和开发商组成的独立规范安排。也是现在国际是最大的，依据IEEE 802.15.4渠道的网络软件协议栈规范供给联盟。
该安排从ZigBee2004、ZigBee2006、ZigBee2007不断发展，现在供给的两个网络栈是：ZigBee和ZigBee PRO。从运用视点看ZigBee仓库很合适一般包含十到几百个节点的小型网络。而ZigBee PRO是ZigBee超集，它增加了一些功用，可对网络进行扩展并更好地应对来自其他技能的无线搅扰，并且能够习惯更大型的网络和具有愈加牢靠的路由通讯算法和无线通讯牢靠性。
无线传感器网络构架第三部分运用软件，这部分包含各种依据用户现有开发的软件代码，这些代码现在大部分是选用C言语来进行开发，能够之间以接口和API方法，调用软件协议栈的功用。
在多种无线传感器网络技能中，咱们以为选用802.15.4国际规范和ZigBee技能，作为咱们规划无线传感器体系的起步，有如下长处：
兼容一个全球化的牢靠的国际规范。
能够通过TI、 Freescale这样的大型芯片供货商。取得安稳的无线收发芯片和无线单片机来历，也能够取得免费的ZigBee协议栈和相关源代码，下降敞开门槛。能够选用KEIL和IAR这样的高功能软件编译调试环境，能够大大加速敞开速度，缩短上市周期。
三、开端无线传感器网络体系规划预备些什么？
首要咱们现需求进行一些常识预备，对无线传感器网络需求的技能和常识，进行预备，尽管或许咱们现已了解单片机和相关软件开发技能，可是无线收发器和无线SoC(无线单片机)仍是有共同的当地，并且IEEE802.15.4和ZigBee协议栈等，也是具有必定难度的常识范畴；好在现在在无线传感器网络和无线单片机方面，现已有许多的技能书本可供参考，图四是一些无线传感器相关技能书本，对入门无线传感器网络或许开卷有益。
图四 无线传感器网络相关部分技能书本
其次咱们依然需求一套简单运用的无线传感器网络（WSN）开发体系，这是因为：咱们需求一套完好的软件编译开发渠道，包含IAR和KEIL的编译调试环境，在线仿真器等必要的开发东西。咱们进入无线传感器体系规划的难度重心，是赶快把握无线传感器网络协议栈软件运用，一起赶快进入相关运用软件开发，所以咱们需求一套现已完结高频测验的无线节点，网关，路由器和无线模块来进行硬件评价和运转咱们的嵌入式运用软件和协议栈软件。
咱们需求相关温度，压力，加速度，光线，湿度等传感器接口到这个体系，便利咱们体系规划。
咱们在进入一个生疏的技能范畴时，往往会有许多的困难，咱们需求相应的技能支撑和常识支撑。
现在许多国内企业，都现已推出了各种无线传感器网络开发东西，图五是国内企业深圳市无线龙科技公司的一种最新的，支撑美国德州仪器TI CC2520无线收发器和TI的ZigBee2007/PRO协议栈无线传感器网络（WSN）开发体系的新产品，包含在线仿真器，PC GUI网络监督操控软件，相关源代码无线传感器网络演示代码包装等，是快速进入无线传感器网络体系规划的可挑选国产东西之一。
图五 无线传感器网络开发体系
四、规划无线传感器体系详细进程
当咱们完结了上述的常识预备和相关开发东西预备后，咱们就能够开端一个无线传感器规划进程了，下面，咱们以一个家庭节能无线传感器网络体系为实例，看看一个无线传感器网络的实践进程。家庭节能体系框图如图六所示。
图6 选用ZigBee网络技能家庭节能体系
从图咱们看出，家庭中的电器，包含空调，洗衣机，冰箱等，构成一个典型的无线传感器网络，通过动力办理网关和装置在户外的无线转发路由器，实时传输到动力公司电脑化办理网络和数据库，完结对家庭动力的办理。
规划使命包含规划嵌入到家电内部的无线传感器网络单元（无线节点），家庭无线显现单元和家庭动力操控单元（无线节点或许无线路由器），动力办理网关（无线网关）等。
首要，咱们选用深圳无线龙WSN无线传感器开发体系渠道供给的多个无线SoC模块（内含CC2430等无线单片机），下载TI ZigBee协议栈和聪明动力相关代码，进行无线通讯作用，牢靠性评价，该软件包是有TI公司免费供给（通过无线龙工程师的实践测验和评价），能够免费用于技能开发，图7是软件结构。
图7 ZigBee智动力软件包
运用强壮的KEIL和IAR编译开发环境，在线仿真器等调试东西，彻底开源的ZigBee协议栈软件，应该能够很快完结无线节点和路由器，网关的功能评价，通讯牢靠性评价和ZigBee无线通讯代码开发。
然后咱们能够依然直接运用这些无线SoC的模块，增加咱们的运用规划，例如LED和LCD显现部分，能够显现实时的电费是多少，家里有没有动力糟蹋等。一起规划相关咱们需求的操控电路，如开关操控，电机操控，以在需求时，对空调器等电器，进行节能操控。
因为在深圳无线龙供给的开发东西中，有一套网络协议剖析监督仪，咱们能够在测验进程中，清楚的监督到各种在空气中的传输的无线包装内容，然后很快确认咱们的无线通讯软件代码是否正确。
因为运用现成的高频模块，咱们避免了在入门时触及高频技能的困难，而是将首要精力会集到最首要的方向，咱们的运用代码和咱们的运用需求的硬件规划，这样就大大加速了体系产品化的进展；关于客户订单中，产品最终运用的无线模块，咱们能够简单的找到OEM专业厂家来出产完结。假如一切顺利，3－4个星期，这个ZigBee家庭节能体系，有期望完结。
