無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3G網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與研制
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2．2 通信協(xié)議的設(shè)計
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)，同時又要保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)耐暾浴?br /> 節(jié)點發(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://butianyuan.cn/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，采用簡化的發(fā)送和應(yīng)答機制，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，向所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)送同步幀，各節(jié)點接收到同步幀后根據(jù)同步幀的信息修改自身時鐘，并向網(wǎng)關(guān)發(fā)送應(yīng)答信息，達到整個網(wǎng)絡(luò)同步的目的。然后網(wǎng)關(guān)進入接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，接收所有節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，通過WCDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸給上位機，之后網(wǎng)關(guān)進入睡眠模式，如此循環(huán)反復(fù)。
隨著時間的推移，時間同步誤差的增加，網(wǎng)關(guān)和節(jié)點可能出現(xiàn)失步，所以需要周期性地發(fā)送時間同步信息，保證網(wǎng)關(guān)與節(jié)點時間同步誤差不累加。
3 實驗結(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，再由網(wǎng)關(guān)向節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)雙方實現(xiàn)正常通信時，用精度為0．01 m激光測距儀測量網(wǎng)關(guān)與節(jié)點之間的直線距離，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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