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,这是由于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。
典型的无线传感器网络节点或许路由器
完成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,由一个无线收发芯片和一个微控制器(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。
跟着技能不断发展,已经有越来越多的公司,将无线收发器芯片和微控制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无线龙科技公司等,也一起供给这些芯片,开发工具的相关技能支持。
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。首要它必需要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经过各种网络拓扑(星状/网状等等)从源节点(假如现有,能够经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联盟是由很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。
- 能够经过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这样的高性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。