基于MSP430的无线传感网络节点设计
基于MSP430的无线传感网络节点设计(任务书,开题报告,论文21000字)
摘 要
无线传感器网络(WSN)综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术，是一个涉及多学科内容的全新研究领域。无线传感器网络技术最先起源于军事项目的研究，但是随着技术的发展，目前已被广泛应用于工业自动化、智能农业、智能交通、楼宇监控、仓储管理等领域，发展前景广阔。
传感器节点是搭建无线传感器网络的基础硬件平台，是一个拥有信号采集、数据处理、无线通信等功能的微型嵌入式系统。由于无线传感器网络使用环境的特殊性，相比一般的嵌入式设备，传感器节点具有功耗低，尺寸小，成本低等特点。设计并实现该类节点，不仅可以为实验室相关研究人员进行无线传感器网络相关课题试验提供硬件平台的支持，也可以具体应用到工程实际中去。
本文在对业界相关领域的发展现状进行充分调研，分析，比较的基础上，结合现有的研究条件和资源，提出了一种基于MSP430微控制器和CC1100无线传输芯片的传感器节点设计方案。该方案包括系统的总体框架设计，各个功能模块的划分和选型，以及模块之间的系统互联。相比其它同类设计，该方案主要具有功率消耗低，系统集成度高，功能扩展丰富，使用升级方便等特点。 [资料来源：https://www.doc163.com]
原理图设计完成后，本文实现了基于该方案的原型节点，包括PCB板的设计和开发，各器件模块的焊接和调试。然后，又对原型节点的各个部分进行了功能测试，主要是通过编写相应的驱动程序来进行定性的分析。经测试，原型节点的各个模块都己工作正常，节点之间的通信距离也达到一定的水平。
最后，通过无线传感器网络的一个具体应用设计，进一步验证了该传感器节点的实际应用价值。然后，针对节点的低功耗特点，本文从提高原型节点传输功率利用率的角度出发，对原型节点的硬件设计提出了一些改进设想。
关键词：无线传感器 MSP430单片机 传感器节点 嵌入式系统 低功耗
MSP430-based wireless sensor network node design
Abstract
Wireless Sensor Network，integrating with sensor technology，embedded computing technology，distributed information processing technology and wireless communication technology，has became a new research field and had very broad application prospect．
The wireless sensor node is the basis hardware platform for establishing a Sensor Network．It’S a micro embedded—system with functions such as signal acquisition，data processing，and wireless communication．As sensor networks are usually deployed in nature environment，wireless nodes have to be low power consumption，small size and low cost，compared to the general embedded devices． [来源：http://Doc163.com]
Design and implement of wireless nodes，not only to provide laboratory researchers major in wireless sensor networks the related hardware test platform，can also be applied to specific projects in reality．
After a full investigation，analysis and comparison in related field of WSNs，we present a complete design of wireless node，including the framework of the overall hardware design，the various functional modules select ion and the interconnection between modules．
When the design of the node iS completed，we would produce some prototype nodes．And then，we can test various modules of these nodes by programming driver code．
Finally．to verify the workability of these wireless nodes，we will design a wireless sensor network，which can be used for detecting specific electromagnetic wave．And，for the specific application environment，we also raised some improvements for wireless nodes．
Keywords: Wireless sensor；MSP430 MCU；Sensor node；Embedded system；low power
目 录
第一章 绪论 5
1.1研究意义 5
1.2传感器节点原理和特点 5
1.3国内外研究现状和应用前景 7
1．3．1研究现状 8
1．3．2应用领域 9
1.4传感器节点研究热点 10
1．4．1总体架构设计 10
1．4．2具体模块设计 11
1．4．3系统集成设计 11
1．5本文的主要工作和论文的组织结构 12
第二章传感器节点设计原理及硬件 12
[资料来源：www.doc163.com]
2．1节点设计特点 13
2．2节点架构设计和各模块分析 13
2．2．1处理器模块 15
2．2．2无线通信模块 17
2．2．3传感器模块 19
2．2．4能量供应模块 19
2．2．5天线 20
2．2．6功能扩展模块 21
2．3本章小结 22
第三章原型节点的设置 22
3.1总体设计构想 22
3．2节点各个模块选型 23
3．2．1无线收发模块 23
3．2．2能源模块 24
3．2．3应用扩展接口 25
3．2．4附属模块 25
3．2．5代码实现与调试手段 26
第四章节点电路的PCB设计、实现与硬件调试 27
4.1节点的硬件调试 27
4.2硬件信息的固化 28
4.3节点性能测试 28
4．3．1驱动编写环境 29
[来源：http://www.doc163.com]
4．3．2测试驱动的设计 29
4．3．3测试结果分析 30
4．4无线传感器网络节点典型应用设计 30
4．4．1系统组成框架 31
4．4．2节点低功耗性能优化 32
4．5无线传感器网络节点设计的主程序 33
结语 36
参考文献 37
致谢 38