WSN节点的设计
消防人员安全监护系统WSN节点设计
关键词 ： 无线传感 网络 ； 低功耗 ； 态电源管理 ； 动 安全监 护； Ｃ ４ ０ Ｃ ２ ３
中图分类号 ：Ｐ １ ． Ｔ ２２６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ １ ２—１４ （０ １０ ０ ５ ０ ０ ８ １ ２ １ ）５— ０ １— ４
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｄ ｏ ｉｅ ｅ Ｓ Ｓ ｃ ｒｔ ｏ ｉｏ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｉ Ｓ ｓｇ ｆＮｏ ｅ ｆ ｒ Ｆ ｒ ｍ ｎ’ ｅ ｕ ｉ Ｍ ｎ ｔ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ｎ Ｗ Ｎ ｙ
２０１ 正 １
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｓ ｕ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎ ｏ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｒ ｅ ｈ ｉｕ ｎ ｅ ｓ ｒ
２ １ Ｏ１
Ｎｏ ５ ．
第 ５期
消 防人 员 安全 监 护系统 ＷＳ Ｎ节 点设 计
郭建光 ， 荣标 ， 夫环 ， 张 褚 张业 成
Ｋ ｙｗ ｒｓｗ ｒ ｅｓｓｎｏ ｅｗ ｒ ＷＳ ； ｗ ｐｗ ｒ ｏ ｓｍ ｔ ｎ ｄｎ ｍｃｐ ｗ ｒ ａ ａｅ ｎ； ｆｔ ｍ ｎｔ ；Ｃ ４０ ｅ ｏ ｄ ：ｉ ｌｓ ｅ ｓｒ ｔｏｋ（ Ｎ） ｌ ｏ ｅ ｃｎｕ ｐｉ ；ｙ ａ ｉ ｏ ｅ ｎ ｇｍｅｔｓ ｅ ｏ ｉｒＣ ２ ３ ｅ ｎ ｏ ｏ ｍ ａ ｙ ｏ １ 节点 系统硬件 结构 设计 节点 采用 Ｚｇ ｅ 技术通过节点 自组 织加入网络 ， ｉ ｅ Ｂ 综合考 虑
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ａｉｆ ｈ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔｏ ｎ ｕ ｎ ｒｍｅ ’ ｅ ｕ ｉ ｒ ｅｄ，ｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓ ｎ ｄ ａ ＲＦ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｎ ｄ ｏ ｓｒ ｃ ： ｏ ｓ ｔ ｙ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉ ｓ ｅ ｎ ｆｅ ｓ ｒ ｇ ｆ ｅ ｎ Ｓ ｓ ｃ ｒｔ ｉ ｆ ｅ ｆ ｌ ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｅｆ ｒ ｉ ｉ ｙ ｎｉ ｉ ｇ ｏｎ
WSN温度监测的节点设计
相 互 通 信 、 现 数 据 交 换 的 重 要 模 块 。 本 文 采 用 了 实
（ ＭＳ 、 上 系 统 （ Ｏ ） 无 线 通 信 、 感 器 和 低 功 ＭＥ ） 片 ＳＣ 、 传
耗 嵌 入 式 等 技 术 有 机 的结 合 在 一 起 形 成 的 产 物 ， 把 它
据 ； 线通信 模块 负 责 节点 间 的无 线 通 信 ， 现 温度 无 实
数据 的收发 及控 制信 号 的传送 ； 源模 块 主要 为各节 电 点 提 供 工 作 能 源 ， 常 采 用 电池 供 电 。 通
（ 柳州 师范高等专科学校 物理与信息科学 系， 广西 柳 州 ５ ５０ ） ４ ０ ４ 摘 要 ： 统温度监测 系统大都采用有 线测控 ， 传 系统前期需要完成庞大而复杂的网络布 线工程， 节点表现 为投资成
本大、 难维护等特 点， 不利于温度监测系统的大规模 推广 。而采用 Ｓ Ｃ ９ ５ Ｔ ８ Ｃ ２单片机控制器 与 ｎ Ｆ４ ０ Ｒ ２ Ｌ １无 线射频芯 片 的 ＷＳ Ｎ温度监测节点的设计方案 ， 所设计节点具有成本低、 易维护 、 积小、 体 低功耗等特 点， 方案非常适合人们在 生产、
的 内核外加 ＥＰ ＲＯＭ 为 核 心 的 单 片 机 在 硬 件 上 具 有
电压 分 别 给 节 点 的 单 片 机 、 ＲＦ ４ ０ ｎ ２ Ｌ １等 模 块 供 电 。 Ａ １１ Ｓ １ ７是 一 款 低 压 差 线 性 稳 压 器 ， 输 出 ０ ８ 当 ．Ａ 电 流 时 ， 人 输 出 的 电压 差 典 型 值 仅 为 １ ２ 输 ． Ｖ。ＡＳ １ ７ １１ 除 了能 提 供 多 种 固定 电压 版 本 外 （ ｏ ｔ ． Ｖ， ． Ｖ， Ｖ ｕ ＝１ ８ ２ ５ ２ ８ Ｖ， ． Ｖ， Ｖ） 还 提 供 可 调 端 输 出 版 本 ， 版 本 能 ．５ ３ ３ ５ ， 该
无线传感器节点设计与应用实例
2
传感器节点的硬件结构如图5.12所示，
各功能模块的具体描述如下： ① 传感器数据采集部分。它是硬件平台中真正与外部信号量 接触的模块，一般包括传感器探头和变送系统两部分，负责对采 集监控或观测区域内的物理信息、感知对象的信息进行采集和数 据转换。原始的传感器信号要经过转换、调理电路，以及模数转 换，才能交由处理器处理。
一些传感器节点还可携带GPS等功能模块，利用GPS模块实 现节点的精确定位，但是会消耗更多的能量。
1
2. 传感器节点的组成
无线传感器节点作为网络的最小单元，在不同的应用领域中 其组成结构也不尽相同。但是整体来说传感器节点的基本组成结 构是大同小异的。
（1）节点硬件组成 传感器节点的硬件结构通常由传感器数据采集模块部分（包 括传感器、A/D转换器等）、数据处理和控制模块部分（包括处理
因此在一般情况下，为了节省能耗，微处理器一般有两种运 行模式：运行模式和睡眠模式。在睡眠模式中，节点能量的消耗 要远远小于运行模式。
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（2）传感器节点辅助功能和软件
传感器节点不仅由硬件平台组成，还包含有几个辅助的模块， 如移动管理单元、节点定位单元等。
另外，部分功能强的无线节点中的处理器还需要一个嵌入式 操作系统来管理各种资源和和执行各种任务。
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物流地理
任务二 公路运输布局分析
子任务二：我国公路运输布局分析
Agenda
01 我国主要国道 02 我国高速公路网
一、我国主要国道
我国编号规则
一、我国主要国道
国道编号 ＝ 一位公路管理等级代码G ＋ 三位数字
无线传感器网络节点的设计与实现的开题报告
无线传感器网络节点的设计与实现的开题报告题目：无线传感器网络节点的设计与实现一、研究背景无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是一种由大量节点构成的自组织网络，这些节点都是能够自主收集环境信息并进行处理和传输的设备。
传感器节点的设计是无线传感器网络的核心问题，对于节点的设计和实现可以影响整个无线传感器网络的性能。
目前，无线传感器网络的应用范围越来越广泛，包括环境监测、智能交通、智能家居、医疗健康、农业等领域。
不同应用场景所需要的节点功能和性能也各不相同，因此，节点的设计和实现必须根据实际应用场景进行定制。
二、研究内容本文将重点研究无线传感器网络节点的设计和实现，包括以下内容：1. 无线传感器网络节点的硬件设计：研究无线传感器网络节点所需的硬件组成和设计方法，包括传感器、单片机、射频模块、电源等方面的设计。
2. 无线传感器网络节点的通信协议设计：研究节点间的数据通信协议的设计，包括MAC协议、网络层协议、传输层协议等方面的设计。
3. 无线传感器网络节点的软件设计：研究无线传感器网络节点所需的软件组成和设计方法，包括操作系统、驱动程序、应用程序等方面的设计。
4. 无线传感器网络节点的应用场景设计：研究无线传感器网络节点在不同应用场景下的设计方法和实现技术。
三、研究方法本文将采用以下研究方法：1. 文献调研法：结合相关领域的论文和研究报告，系统地分析该领域的发展现状和研究热点，对无线传感器网络节点的设计和实现进行总结和归纳。
2. 实验研究法：采用实验室实验的方法，对节点的硬件、软件、通信协议进行设计和实现，并进行实验验证。
3. 仿真模拟法：利用仿真软件对无线传感器网络节点的通信协议进行模拟和仿真，分析协议的性能和可行性。
四、研究目标和意义本文的研究目标是探究无线传感器网络节点的设计和实现技术，提出一套完整的无线传感器网络节点设计方案，并利用实验和仿真等方法对该方案进行验证和评估。
基于WSN的果园环境监测系统的节点设计
ｓ ｓｅ ｙ ｔ ｍ． Ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ａ ｏ ｔ ｉｒ ｃ ｉａ ｎ ｔ ｏ ｋ ｒ ｃ ｉ ｃｕ ｅ ｌｗ ｏ ｅ ｎ ｔ ｏ ｋ ｏ ｅ ｅ ｉｎ， ａ ｄ ｈ ｕ ｈ ｈ ｓ ｓｅ ｄ ｐ ｓ ｅ ａ ｈ ｃ ｌ ｅｗ ｒ ａ ｈｔ ｔ ｒ ， ｏ ｐ ｗ ｒ ｅ ｗ ｒ ｎ ｄ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｇ ｎ ｔ ｒ ｇ ＧＰ ｏ ＲＳ
第２ ０卷 第 １ ０期
Ｖ０ ． １ ２０
Ｎｏ １ ．０
电子设 计工 程
Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｇｎｅ ｒｎ
２１ ０ ２年 ５月
Ｍａ ． ｙ ２０１ ２
基矛 ＷＳ 的果 园环境监测 系统的节点设计 Ｎ
周仁 东，郝 万君 ，陈延 强 ， 磊 ， 杨 潘 徐
ｕ ｉ ｇ ｓ ｒ ｏ ｇ ｎ ｚ ｇ ｗｉ ｌ ｓ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｏ ｋ ｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｕ ｄ ｔ ｎ ｉｈ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ａ ｔｒ ｎ ｉ ｅ ｍｏ ｉ ｒｎ ｓｎ ｅ － ｒ ａ ｉｉ ｒ ｅ ｓ ｓ ｎ ｏ ｅｗ ｒ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ，ｈ ｍｉ ｉ ａ ｄ ｌ ｔ ｖｒ ｍｅ ｔｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｏ ｌ ｎ ｔ ｉ ｇ ｆ ｎ ｅ ｙ ｇ ｅ ｏ ｎ ｏ
果 园 内 的 土 壤 湿 度 、 境 温 湿 度 、 面 湿 度 等 环 境 因 素 环 叶 对 果 品 的 质 量 以及 稳 产 、 产 有 很 大 的影 响 。果 园通 常 在 山 高 地 ， 地 面 积 很 大 ， 同 位 置 的 环 境 参 数 差 别 很 大 ， 何 快 速 占 不 如 有 效 地 获 取 果 园 内部 各 种 环 境 参 数 ， 种 植 过 程 的科 学 灌 溉 为 提供数据支持 ， 而提高水果产量 ， 加果 园的经济收益 ， 进 增 具 有 重 大 的 意 义 为解 决 上 述 问 题 ， 目前 现 有 的方 法 是 人 工 巡 查 和 有 线 数 据 采 集 两 种 。人 工 巡 查 方 式 有 非 常 大 的工 作 量 ， 难 以 保 证 且 数 据 的 实 时 性 与 有 效 性 。另 有 一 种 是 以有 线 数 据 采 集 方 式 的 监控系统 ， 复杂的布线 ， 物理线路和环境 因素影响大 ， 有 受 成 本 高 ， 适 于扩 展 Ｉ 不 １ １ 。 针 对 果 园 网络 布 线 困 难 ， 力 耗 费 大 等 问 题 ， 用 基 于 人 采 无 线 传感 器 网 络 的 监 控 系统 。无 线 传 感 器 网络 由低 功 耗 的 微 小 网 络 节 点 通 过 自组 织 方 式 构 成 无 线 通 信 网络 。 够 通 过 密 能 集 的 节 点 布 置 ， 作 地 实 时 感 知 、 测 和 采 集 网 络 分 布 区 域 协 监 内 的 各 种 环 境 信 息 （ 壤 湿 度 、 境 温 湿 度 、 面 湿 度 等 ）并 土 环 叶 。
基于无线传感器网络的远程监测系统设计
基于无线传感器网络的远程监测系统设计无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量的分布式传感器节点组成的网络系统，能够感知、采集、处理和传输环境信息。
远程监测系统是利用传感器节点采集环境数据，并通过无线网络传输到中心节点，实现对分布式传感器网络的远程实时监测和控制的系统。
本文将详细论述基于无线传感器网络的远程监测系统设计。
一、无线传感器网络概述无线传感器网络是由大量的微型计算和通信设备构成的自组织网络，这些设备可以感知环境中的温度、湿度、压力等各种物理量。
传感器节点之间通过无线通信传输数据，并将采集的数据发送至基站或中心节点。
二、远程监测系统架构设计远程监测系统包括传感器节点、无线网络和中心节点。
传感器节点负责采集环境数据，无线网络用于传输数据，中心节点负责接收和处理数据，并进行实时监测和控制。
1. 传感器节点设计传感器节点应具备以下特点：（1）低功耗：传感器节点需要长时间运行，因此功耗应尽量降低，可采用低功耗的传感器和微处理器。
（2）多功能性：传感器节点可以同时采集多个物理量的数据，因此需要具备多个传感器接口和通道。
（3）自组织能力：传感器节点应具备自组织和自修复能力，能够自动适应网络拓扑变化和节点故障。
（4）安全性：传感器节点需要具备数据加密和身份验证等安全机制，以防止数据泄露和恶意攻击。
2. 无线网络设计无线网络连接传感器节点和中心节点，需要考虑以下因素：（1）通信协议：选择适合传感器网络的通信协议，如ZigBee、Wi-Fi等，以满足低功耗、中等距离和中等数据速率的传输需求。
（2）网络拓扑：根据具体应用场景选择网络拓扑结构，如星型、树状或网状拓扑，以实现合理的网络覆盖和传输效率。
（3）信道管理：合理规划信道分配和管理策略，减少信道干扰和碰撞，提高网络传输效率。
（4）信号强度定位：通过节点之间的信号强度测量，实现传感器节点的位置估计和定位。
3. 中心节点设计中心节点是整个系统的核心，应具备以下功能：（1）数据接收和存储：接收传感器节点采集的数据，并进行存储和管理，建立数据仓库。
无线传感器网络节点硬件
1 系统结构概述本文设计的WSN硬件平台，由若干传感器节点，具有无线接收功能的汇聚节点，以及一台PC机组成。
根据无线传感器网络的应用需求以及功能要求，节点的设计主要包括如下几个基本部分：传感器单元、处理器单元、A/D 单元、射频单元、供电单元以及扩展接口单元。
节点的硬件体系结构框架如图1-1 所示。
图1-1传感器单元负责对所关心的物理量进行测量并采集数据，提供给处理器单元进行处理；处理器单元负责数据处理及控制整个节点的正常工作；射频天线单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制信息和相关数据；供电单元负责为节点提供运行所需的能量；扩展接口可以实现节点平台的功能拓展，以适应不同的应用需求。
2 节点核心模块设计：2-1电源模块设计：电源是设计中的关键部分，电源稳定工作是整个节点正常工作的保证，设计合理的电源电路至关重要。
节点包含模拟器件和数字器件，模拟器件的抗干扰能力较差，且数字器件常常为模拟器件的噪声源，故为了图2-1-1 提高电路的抗干扰能力，模拟器件接模拟地并采用数字地与模拟地单点共地。
电源可选用电池或干电池，电源芯片可选用XC6209、XC6221系列的LDO电源芯片，分别提供3.3V 和1.8V 的数字与模拟电压，电路如图2-1-1 所示。
2-2传感器模块设计：温度传感器设计：本设计采用LM75DM-33R2串行可编程温度传感器，这种传感器在环境温度超出用户变成设置时通知主控制器。
滞后也是可以编程解决。
它采用 2线总线方式，允许读入当前温度，并可配置器件。
它是数字型温度传感器，直接从寄存器读出温度参数，并可实现编程设置INT/CMPTR输出极性。
图2-2-1 是其功能图，因为设计中只是简单的监测环境的温度，故只需一片LM75，所以地址线A0、A1、A2置地，INT/CMPTR悬空，设计的接口电路如图2-2-2 所示。
图2-2-1图2-2-2因为cc2431 本身带有A/D 模块，也可采用温度传感器AD590测量温度，其接口电路如图2-2-3 。
低功耗无线传感网络节点优化设计
低功耗无线传感网络节点优化设计无线传感网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是一种由大量的节点组成的分布式系统，用于采集、传输和处理环境中的信息。
WSN节点通常受限于能源、计算能力和存储容量等资源。
因此，在设计WSN节点时，需要考虑如何优化节点的功耗，以延长网络的生命周期和提高性能。
为了实现低功耗设计，我们可以从以下几个方面进行优化：1. 节点功耗模型分析：首先，需要对节点的功耗进行模型分析。
节点功耗通常由传输功耗、接收功耗、处理功耗和休眠功耗等组成。
通过深入了解节点功耗的构成，可以有针对性地优化节点设计。
2. 优化节点硬件设计：在硬件设计方面，可以通过选择低功耗的微处理器、传感器和无线模块等组件，来降低节点的功耗。
同时，还可以采用功耗管理电路、睡眠调度算法等技术，实现节点在非工作状态下的低功耗模式。
3. 数据压缩和聚集算法：传感器节点会周期性地采集数据，并将其传输到基站或其他节点进行分析。
为了减少数据传输的功耗，可以使用数据压缩算法对数据进行压缩，并使用聚集算法将类似的数据归并在一起，减少传输的数据量。
4. 网络拓扑优化：节点的部署和布局对网络性能和功耗有着重要影响。
合理的节点间距、节点密度和节点位置选择，可以减少能量消耗和传输距离，提高能源利用率。
此外，还可以考虑使用多跳传输和分簇方法来减少单个节点的传输功耗。
5. 能量回收和节点维护：在应用场景允许的情况下，可以考虑利用环境能量回收技术，如太阳能光伏板、振动能量收集器等，为节点提供额外的能量来源。
此外，定期对节点进行维护，包括能量平衡、故障节点排除和重新配置等操作，能够延长节点的寿命和稳定性。
通过以上优化措施，可以有效地降低节点功耗，延长网络寿命，提高网络性能。
但是需要注意的是，在实际应用中，不同的任务和环境对节点的功耗需求有所不同，因此需要根据具体情况进行优化设计，并综合考虑功耗、性能和可靠性等因素。
只有通过全面优化，才能实现低功耗无线传感网络节点的最佳设计。
低功耗无线传感器网络节点设计与应用
低功耗无线传感器网络节点设计与应用随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）作为物联网的基础构成之一，正逐渐成为各行各业的研究热点。
而在无线传感器网络中，低功耗的节点设计与应用是至关重要的一环。
低功耗无线传感器网络节点设计的目标是在保证性能的前提下，尽可能地减少功耗，从而延长节点的工作寿命。
功耗的降低可以从多个方面来实现，如电源管理、数据传输、通信协议、硬件设计等。
本文将围绕这些方面，介绍低功耗无线传感器网络节点设计与应用的相关内容。
首先，电源管理是低功耗无线传感器网络节点设计最重要的一环。
一方面，可以采用节能型的电池或者超低功耗的能量收集装置来提供电源，另一方面，可以通过优化电源管理策略来减少电能的消耗。
比如，节点可以根据需要选择不同的工作模式，如睡眠模式、唤醒模式、工作模式等，以延长节点的工作时间。
其次，数据传输对于低功耗无线传感器节点设计也有很大的影响。
一般来说，无线传感器节点通过无线信道来传输数据，而无线信道的功耗主要包括两个方面，即传输功耗和接收功耗。
传输功耗可以降低通过优化传输协议、调整传输速率、减少数据传输次数等方式来实现；接收功耗则可以通过减少无用数据的接收、降低接收灵敏度、减少接收等待时间等方式来实现。
通信协议的设计也是低功耗无线传感器网络节点设计中的关键因素。
传统的无线传感器网络通信协议如LEACH、SPIN等，一般都是基于同步的工作模式，这种方式会导致节点长时间处于工作状态，从而增加功耗。
因此，设计一种适用于低功耗无线传感器网络的异步通信协议是非常必要的。
异步通信协议可以使节点在不工作的时候进入低功耗模式，从而降低功耗。
此外，硬件设计也是低功耗无线传感器网络节点设计的重要组成部分。
通过采用低功耗的处理器、优化的电路设计和优良的电源管理模块，可以降低节点的功耗。
同时，还可以采用省电的无线模块、低功耗的传感器等关键部件来实现低功耗的设计。
基于CC2430的WSN节点设计
无 线射频 控制模 块 和传 感器模 块 ［。其 中节点底 板 ６ ］ 模块 仅 仅 提 供 电 源 支 持 和 引 出 节 点 所 要 用 到 的
Ｃ ２３ Ｃ ４ ０部 分 引脚 连 线 ； 线 射 频 控 制 模 块 是 基 于 无
收 稿 日期 ：０ ２０ —５ ２ １—４０
灵活性 ， 本文在 ＷＳ Ｎ节 点设计上采用模块化 的组
基金项 目： 省 自 陕西 然科学基础研究计划资助项 目（００８２ ） ２１Ｊ３Ｋ 作者简介 ： 朱绍 峥（ ９８ ）男 ， １ ８ － ， 硕士研究生 ， 研究方 向为无线传感器 网络 。Ｅｍａｌｓａｚ ｅｇｚｕ ６ ．ｏ － ｉ ｈ ｏｈ ｎ － ＠１ ３ｃ ｒ ： ｈ ｎ 刘毓 （９ ４ ， ， １ ６ 一）女 教授 ， 博士 ， 主要从事光纤通信 、 无线传感器网络的研究 。
晰、 能明确 ， 功 具有很好的扩展性和复 用性 ， 且在 实际应 用中具有很好 的灵活性 。
关键 词 ： ＷＳ 节 点 ； Ｃ ４ ０ Ｚｇ ｅ ； 感 器 ； ｓａｅ Ａ Ｎ Ｃ ２ ３ ；ｉＢ ｅ传 ｍｓｔｔＰ Ｎ
中图分 类号 ： ＴＮ ２ ９
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １０ —３６ （０ ２ ０ —０ ２ ０ ０ ７ ２ ４ ２ １ ） ３ ０ ０— ５
另一种信 息而更换传感器类型。为 了满足这 一 实际需要 而又不更 换整个 节点 ， 只需更换 传感 器或 节点损 坏的部 分 ， 节点 电路模 块化 ， 将 并利 用底板插座来整合 各个功 能模 块的方 法， 设计 了一种基 于 Ｃ ２ ３ Ｃ ４０的 ＷＳ Ｎ节 点。利 用设 计好 的节点构建 了最小 自组织 网络 ， 并采集 了不同条件 下的光照 ， 光照越强光敏 电阻越 小。该类 节点结构 清
WSN无线传感网络工作组架构设计分析
WSN无线传感网络工作组架构设计分析无线传感网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是由大量分散部署的无线传感器节点组成的网络。
这些传感器节点能够感知环境中的各种信息，如温度、湿度、压力等，并将这些信息通过无线方式传输到目标位置。
WSN广泛应用于农业、环境监测、智能交通等领域，其工作组架构设计分析至关重要。
一、WSN架构概述WSN的工作组架构设计分析主要包括两个方面：传感器节点的组织结构和通信网络结构。
传感器节点的组织结构包括节点类型和节点拓扑结构，通信网络结构包括网络拓扑结构和路由协议设计。
1. 传感器节点组织结构传感器节点可以分为三种类型：传感器节点、中继节点和基站节点。
传感器节点是WSN中的主要组成部分，负责感知环境信息并将其传输给中继节点或基站节点。
中继节点用于接收来自传感器节点的数据，并将其转发给其他中继节点或基站节点。
基站节点是整个WSN的中心控制节点，负责接收来自传感器节点或中继节点的数据，并进行处理和分析。
在传感器节点的拓扑结构方面，根据需求可以采用星型、树形、网状等不同结构。
星型结构简单明了，适用于数据传输量小的场景。
树形结构适用于分散式数据采集，能够有效减少数据传输量。
网状结构适用于大规模WSN，能够提供更高的网络容错性和可扩展性。
2. 通信网络结构WSN通信网络的拓扑结构是决定其性能和可靠性的关键因素之一。
常见的通信网络拓扑结构包括星型结构、网状结构、混合结构等。
星型结构中的传感器节点直接与基站节点相连，数据传输简单高效，但对传感器节点间的通信延迟较大。
网状结构各个节点之间相互连接，数据传输路径多样化，能够提供更好的网络容错性和可扩展性。
混合结构综合了星型结构和网状结构的优点，可根据需求动态选择拓扑结构。
在路由协议设计方面，WSN通常采用分层路由协议。
分层路由协议将整个网络划分为多个层次，每个层次负责不同的功能。
常用的分层路由协议包括LEACH、TEEN、APTEEN等。
基于Cortex-M3的森林火灾监测WSN节点的设计
基于Cortex-M3的森林火灾监测WSN节点的设计摘要：森林火灾的及时发现是减少森林火灾损失的前提。
本文运用cortex-m3设计了森林火灾监测的无线传感器网络节点，具有较强应用价值。
关键词：无线传感器网络森林火灾传感器节点森林能维护地球的生态平衡，还是人类生存及社会发展无可替代的重要资源之一。
森林火灾会对人民生命财产、森林生态系统、自然环境等产生危害。
因此森林火灾监测系统的研究有十分重要的价值和意义。
1 森林火灾监测系统基于无线传感器网络（wsn）的森林火灾监测系统由无线传感器网络、internet网络以及终端监控主机三个部分组成。
部署在林区监测区的传感器节点通过无线自组网方式组建监测子网络，实时采集林区温度、湿度、烟雾浓度等信息，同时把采集的现场数据跃跳传到本簇簇首，簇首把接收到的各节点数据分析处理并将其转发给其它节点。
经过多跳后路由到网络协调节点。
网络协调节点将收集到的数据进行融合后，通过internet网络发送到终端监控主机上。
2 森林火灾监测系统的传感器节点设计构成森林监测无线传感器网络的基本元素是传感器节点。
传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块组成森林火灾监测传感器网络节点，如图2.1所示。
传感模块由传感器和adc转换组成，作用是采集林区内的数据；处理器模块是一个由处理器、存储器构成的嵌入式系统，存储和处理外界节点发送来的数据及自身传感器模块采集的数据；各传感器节点依靠自身的无线通信模块组建网络，相互间传送采集到的数据；能量供应模块一般采用微型电池，为传感器节点供应电能。
由于森林火灾的发生与森林坏境内的温度、湿度、烟雾有关，在本设计传感器节点中，选用的温度、湿度、烟雾传感器件。
2.1 微处理器模块设计 cortex-m3处理器采用arm v7哈佛架构，低至0.19mw/mhz的功耗，速度比arm7快1/3，功耗低3/4，且封装体积较小。
选用arm公司cortex-m3系列的lm3s811作为传感器节点的处理器。
基于WSN的二氧化碳传感器节点设计与实现
数 据 ， 计 了基 于 Ｊ ５ ３ ＣＰ 模 块 的 具 有 全 功 能设 备 （ Ｆ 的 灵 活 多 变 、 能 优越 的二 氧化 碳 传 感 器 节点 。为 无 线 传 感 设 Ｎ １９ Ｕ Ｆ Ｄ） 性
器 网络 的深 入研 究提 供 了一 个 良好 的硬 件 平 台。 系统具 有 较 高的 精度 ， 实用 性 强 ， 本低 ， 成 功耗 小 ， 用 前景 良好 。 应
过 详 细 的器 件 功 耗 比较 之 后 ， 系统 中选 取 了 Ｊ ５ ３ Ｃ Ｕ 混合 信 Ｎ １９ Ｐ 号 控 制器 作 为处 理器 模 块 的核 心 。Ｊ ５ ３ Ｎ １９是集 成 了 ｕ Ｌ天 线 的 Ｆ 高 功 率 模 块 ， 可 以 在 最 短 的 时 间 内 在 最 低 的 成 本 下 实 现
杨 鹏 史 旺 旺 刘 松 （ 州大学能 源与动 力 工程 学院 ， 扬 江苏 扬 州 ２ ５ ０ ） ２ ０ ９
摘 要
研 究 了 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技 术及 Ｊ ５ ３ Ｃ Ｕ 混 合信 号控 制 器 ， 无 线 传 感 器 网络 的 基 本 单 元 出发 ， 用 红 外 Ｃ 传 感 器 采 集 Ｎ １９ Ｐ 从 采 Ｏ２
ｈ ｅ ｃ ｌ ｔｐｒ ａｓ ｘ ｅｌ ｏｐｅ ｔ ． ａ ｔｔｅ ｅ ｌ ｈｅ ｘ ｅｎ ｒｉ Ａｔｌｓ ． ｒｓｕｔ ｏｆｔ ｅ ｐｅｒ ｅｓ ｈ ｓ ｉ ｍｅｎ ｅ ｇｉｅｎ． ｔａｒ ｖ Ｋｅｙ ｗｏｒｓ： ｒ ｌｓ ｓ ｎ ｏｒｎｅｗｏ ｋ ， ｇＢｅ Ｊ ｄ ｗｉｅｅ ｓ ｅ ｓ ｔ ｒ ｓＺｉ ｅ，Ｎ５１ ３９
ｓ ｒａ ｄ ｔｅ ｓ ｓｅ ｉ ｏ ｔ ｌ ｄ ｂ ｈ ｙ ｒ ｏ ｔ ｌｒＪ ５ ３ ， ｉ ｎ ｄ ｗｎ ｄ ｆｌｆｎ ｔ ｎ ｌ ｅ ｉ （Ｆ ｓｆ ｘｂｅ ａ ｄ ｏ ｎ ｈ ｙ ｔｍ ｓ ｃ ｎｒ ｌ ｙ ｔｅ ｈ ｂ ｉ ｃ ｎｒ ｌ Ｎ １ ９ｔ ｓ ｏ ｅ ｏ ｅ ｕｌ ｕ ｃｉ ａ ｖｃ Ｆ Ｄ）ｉ ｌ ｉｌ ｎ ｏｅ ｄ ｏｅ ｈ ｏ ｄ ｅ ｅ
无线传感器网络的设计与优化
无线传感器网络的设计与优化一、简介无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统。
它通过无线通信技术收集环境中的信息，并将其传输到监控或控制中心。
WSN广泛应用于环境监测、农业、交通、医疗等领域，因其低成本、易部署与高可扩展性等优势得到了广泛关注。
二、无线传感器网络的设计1. 传感器节点的选择与布局在设计无线传感器网络时，首先需要选择合适的传感器节点。
传感器节点应具备低功耗、小尺寸、高可靠性和成本效益等特点。
同时，合理布局传感器节点是确保网络正常运行的关键。
节点之间的距离、密度和位置会直接影响网络的覆盖范围和性能。
2. 网络拓扑结构的设计网络拓扑结构决定了网络中各节点之间的通信方式。
常见的网络拓扑结构包括星型、树状、网状等。
在设计中需要综合考虑传感器节点的能耗、通信距离以及网络规模等因素，选择最适合应用场景的拓扑结构。
3. 路由协议的选择与优化路由协议是无线传感器网络中节点间通信的关键。
根据网络规模和应用要求，可以选择适合的路由协议，如LEACH、TEEN、HEED等。
同时，为了提高网络的能效和可靠性，可以对路由协议进行优化，减少能耗和延迟，提高数据传输的成功率。
三、无线传感器网络的优化1. 能量管理与优化能量管理是无线传感器网络设计中重要的优化问题。
采用能量高效的硬件设计、低功耗的通信协议和能量平衡的路由策略可以有效延长网络的生命周期。
此外，能量充电与能量回收技术也可以补充传感器节点的能量，提高系统的可持续运行性能。
2. 数据传输的优化数据传输是无线传感器网络中的关键任务，需要在保证可靠性和实时性的前提下，尽量减少能耗。
传感器节点可以通过压缩技术、差异编码、数据预处理等方式减少传输数据量；同时，合理调整传输功率和传输距离，减少能耗。
3. 安全与隐私保护无线传感器网络中的数据传输往往涉及到用户的隐私信息和重要数据。
因此，加强网络的安全性与隐私保护至关重要。
无源传感器网络的设计与优化
无源传感器网络的设计与优化无源传感器网络（passive sensor network，PSN）是指由无源传感器节点组成的一类无线传感器网络（wireless sensor network，WSN），它不像有源传感器网络（active sensor network，ASN）那样会主动地发送无线信号，而是通过收集周围的信号变化来获得环境信息。
这使得无源传感器节点能够使用环境中已存在的无线信号（如电视信号、蜂窝网络信号、WiFi信号等）进行通信，而无需使用自身的无线信号发射器，从而大大节省了能量消耗，提高了网络的稳定性。
本文将探讨无源传感器网络的设计与优化。
1. 网络节点的设计无源传感器节点一般由传感器、射频识别设备（radio frequency identification，RFID）和选择器（selector）组成。
传感器用于感知环境信息，RFID用于接收感知信号和向其他节点发送选择信息，选择器则负责根据选择器信息筛选并反馈感知信号。
由于传感器的电力消耗较小，因此采用传统的电池供电模式就可满足其能量需求。
2. 网络传输协议设计无源传感器节点通过利用环境中已存在的无线信号进行通信，这意味着网络传输不再受限于标准协议，可以采用定制化的传输协议以适应网络特点。
例如，在电视信号中，我们可以使用不同的调制技术（如IQ调制、正交振幅调制等）来传输信息。
由于无线信号在传播过程中会受到信道衰减、多径效应等影响，因此传输协议需要考虑这些因素以保证数据传输的可靠性和稳定性。
3. 网络拓扑结构设计无源传感器网络的节点数量众多，应该采用适合大规模节点的网络拓扑结构以保证网络的可扩展性和容错性。
典型的网络拓扑结构有星型、网格型、环型等，其中星型网络结构适用于节点数量较少的情况，而网格型、环型网络结构则适用于节点数量众多的情况。
此外，还可以根据网络负载和能量消耗的需求对拓扑结构进行优化设计。
4. 网络能量管理由于无源传感器节点使用周围的无线信号进行通信，因此能量管理尤为重要。
无线传感器网络应用实例
无线传感器网络应用实例无线传感器网络（WSN）是一种由大量低功耗、微型的无线传感器节点组成的网络，这些节点通过无线通信方式进行数据传输，通常用于环境监测、控制和自动化等领域。
下面我们将通过一个具体的实例来详细阐述无线传感器网络的应用。
实例：智能农业在智能农业领域，无线传感器网络得到了广泛应用。
这些网络由部署在农田中的大量传感器节点组成，用于监测土壤湿度、温度、PH值，以及农作物的生长情况等。
1.节点设计：在智能农业的无线传感器网络中，每个节点都包含一个微控制器、一个无线通信模块和一个或多个传感器。
例如，节点可能包含一个土壤湿度传感器和一个温度传感器，用于监测土壤的温度和湿度。
2.数据传输：每个节点都将收集到的数据通过无线方式发送到网关或汇聚节点。
这些数据然后被传输到云端或本地服务器进行处理和分析。
农民可以通过访问这些服务器，获取关于土壤和农作物的各种信息，从而进行科学的农业管理。
3.控制与自动化：除了监测环境参数，无线传感器网络还可以用于自动化控制。
例如，当土壤湿度传感器检测到土壤湿度低于一定阈值时，可以自动触发灌溉系统进行浇水。
这种自动化控制不仅可以节省人力资源，还能更精确地管理农田的水分需求。
4.数据分析和预测：通过对大量的历史和实时数据进行处理和分析，可以预测农作物的生长情况、土壤的健康状况以及未来可能的病虫害风险。
这些预测可以帮助农民制定更有效的种植计划，提高农作物产量和质量。
5.网络扩展性：无线传感器网络具有很好的扩展性。
可以根据需要添加新的节点，以监测更多的农田或更深入的细节。
此外，通过集成其他先进的技术，如人工智能和机器学习，无线传感器网络可以进一步提高农业生产的效率和可持续性。
6.节能设计：由于无线传感器节点通常由电池供电，因此节点的功耗对于整个网络的寿命至关重要。
优化节点设计和采用节能通信协议可以帮助延长网络的寿命。
例如，节点可以在不需要频繁发送数据时进入休眠模式，或者使用低功耗通信协议进行数据传输。
用于船载危险品集装箱监测的WSN节点设计
性 和实用性。测试结果表明监测节点能准确识别并读 出传感 器模 块数据且 节点功耗较低 ， 满足船载危 险品 集装 箱监 测的
实际需求。
关键词 ： 无线传 感器网络 ； 危险品集装 箱； Ｊ Ｎ ５ １ ４ ８ ； Ｊ ｅ ｎ Ｎ ｅ ｔ ； Ｉ ｚ Ｃ； 即插 即用 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ７ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２— １ ８ ４ １ （ ２ ０ １ ４ ） 叭 一 ０ ０ ４ ７—０ ３
ｈ ａ ｚ ｒｄ ａ ｏ ｕ ｓ ｇ ｏｄ ｓ ｉ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｊ Ｎ ５ １ ４ ８ ＲＦ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｂ ｉ ｒ ｅ ｌ ｆ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ —
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无线传感器网络的设计与实现
无线传感器网络的设计与实现无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布在空间中的传感器节点组成的网络系统，通过无线通信进行数据传输和信息处理。
它具有广泛的应用领域，如环境监测、物流追踪、智能交通等。
本文将介绍无线传感器网络的设计与实现过程。
一、无线传感器网络的架构无线传感器网络由三个组成部分构成：传感器节点、基站和网络拓扑。
1. 传感器节点传感器节点是无线传感器网络的核心组成部分，每个节点包含传感器、处理器、存储器以及无线通信设备。
传感器负责采集环境信息，将其转化为数字信号并进行初步处理。
处理器和存储器用于数据处理和存储。
无线通信设备则负责与其他节点进行数据传输。
2. 基站基站是无线传感器网络的中央控制节点，负责与传感器节点进行通信。
它接收传感器节点采集的数据，并进行进一步的分析和处理。
基站通常具有更强大的计算和存储能力，能够支持复杂的算法和应用。
3. 网络拓扑无线传感器网络的网络拓扑决定了节点之间的连接方式。
常见的网络拓扑包括星型、树状和网状等。
选择适合应用场景的网络拓扑能够优化网络性能和能耗。
二、无线传感器网络的设计与实现流程无线传感器网络的设计与实现包括以下几个关键步骤：需求分析、节点设计、通信协议选择、网络拓扑设计和系统实现。
1. 需求分析在设计无线传感器网络之前，首先需要进行详细的需求分析，明确网络的应用场景和功能要求。
例如，对于环境监测系统，需要确定监测范围、采样频率、数据传输需求等。
2. 节点设计传感器节点的设计是无线传感器网络设计的核心环节。
节点设计需要考虑功耗、传感器选择、处理器性能、通信模块等因素。
合理选择节点硬件和软件平台，设计出满足需求的传感器节点。
3. 通信协议选择通信协议是无线传感器网络中节点之间进行数据传输的关键。
常用的通信协议有IEEE 802.15.4、ZigBee等。
根据应用需求，选择适合的通信协议，保证数据传输的可靠性和效率。
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1 WSN节点的设计WSN节点的功能传感器节点作为传感器网络的硬件平台具有端节点和路由双重功能：一方面实现数据的采集和处理；另一方面将数据融合经多跳路由传送到汇聚节点，最后经互联网或其它通信网络传送到观察者。
WSN节点的组成结构(1)传感单元：由传感器和模数转换功能模块或数字信号处理模块组成。
负责监测区域内信息的采集和数据的预处理。
(2)处理单元：由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、输入输出接口及嵌入式操作系统等。
负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理传感单元采集的数据以及其它节点发来的数据。
(3)通信单元：由无线通信模块组成。
负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据。
(4)能量供应单元：负责为传感器节点提供运行所需的能量。
设计原则1、低功耗（更换一次电池的使用时间尽量长）。
设计中从硬件和软件两个方面降低功耗硬件上尽可能使用低电压、低功耗的芯片。
软件上可以添置电源管理功能，合理分配能量。
2、良好的射频性能：同等条件下射频性能强的网络能力强，通信距离也较大。
3、节点体积要小，对检测的目标体系不构成影响，便于部署。
4、低成本：节点模块不能太多且不能太复杂。
5、可扩展性：采用模块化设计，根据不同的需要添加不同的功能模块，比如传感器模块可以做一个通用口。
现有无线传感器节点表 1无线传感器节点的参数比较注释：①Berkerly大学和Crossbow合作的Mica系列节点②MeshNetic公司③Moteiv公司④中科院宁波所的Gains节点与Mica2同，Gainsz节点与Micaz节点同。
其中以Mica系列节点设计和Telos节点应用最广泛，如大鸭岛海燕生活习性和栖息地环境的监测，红杉树微气候环境监测都采用了Mica系列节点，用于采集温度、湿度、大气压强、声音和光照等信息。
目前许多研究机构在构建低带宽数据采集的应用中都采用了这两种节点作为硬件平台。
2008年5月5日中科院宁波所又推出Gainst-CC2430节点。
下面把上面三种红色字体的Mica系列的节点以Micaz、Toles、Gainst-CC2430节点做进一步比较：1.4.1 现有无线传感器节点方案对比1、Atmega128L+CC2420 (成本：45+39=84元)ATmega128L 是基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，工作速度可达8MIPS，工作电压是2．7 V到5．5 V。
哈佛结构使程序和数据分开存储访问，程序执行效率更高，内置128K字节的Flash程序存储器，4 K字节EEPROM，4 K字节的内部SRAM。
此外，ATmegal28L 还有53个通用I／O 、实时时钟RTC、4个灵活的具有比较模式和PWM 功能的定时器／计数器、2个USART、1个面向字节的两线接口wTI、8通道10位ADC、具有片内振荡器的可编程看门狗定时器、1个SPI同步串行端口、与IEEE 规范兼容的JTAG测试接口，以及六种可以通过软件选择的省电模式。
ATmega128L的最低工作电压是2．7 V，掉电模式的电流消耗小于15 uA，采用ATmega128L 的Mica2节点的待机电流消耗约16 uA。
2、MSP430F149+CC2420（成本：+39=元）是一片集成度高、功能丰富、功耗极低的16位单片机，工作电压1．8 V到3．6 V，具有个一个硬件乘法器，60 K字节Flash，2 K字节RAM，基础时钟模块包括1个数控振荡器(DCO)和2个晶体振荡器；看门狗定时器可用作通用定时器；带有3个捕捉／比较寄存器的16位定时器；带有7个捕捉／比较寄存器的16位定时器；2个具有中断功能的8位并行端口；4个8位并行端口；模拟比较器；1 2位A／D转换器；2通道串行通信接口。
MSP430系列单片机最低工作电压为1．8 V，实时时钟待机电流的消耗仅为 u A，运行模式电流300 uA(1 MHz)，从休眠至正常工作整个唤醒过程仅需6 us。
1MHz的时钟条件下运行，耗电电流在 uA～400 uA之间，RA M 在节电模式耗电为 uA ，等待模式下仅为 uA。
3、CC2430内嵌80C51内核（成本：65元）CC2430完全满足和 ZigBee的应用,CC2430特别适合于低功耗系统的应用。
◆高性能和低功耗的8051 微控制器核。
◆集成符合标准的 GHz 的 RF 无线电收发机。
◆优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。
◆强大的DMA功能。
◆ 32/64/128KB的片上可编程flash。
◆ 8KB的SRAM，在四种电源模式下有4KB的存储单元有数据保持能力。
◆很少的外设相连◆低能耗（RX:27mA TX :25 mA 微控制器工作在32MHz条件下）◆在休眠模式时仅μA 的流耗，外部的中断或RTC 能唤醒系统;在待机模式时少于μA 的流耗，外部的中断能唤醒系统。
◆硬件支持CSMA/CA 功能。
◆较宽的电压范围（～ V）。
◆数字化的RSSI/LQI 支持和强大的DMA 功能。
◆具有电池监测和温度感测功能。
◆一个通用的16位定时器，两个8位的定时器。
◆支持硬件调试◆集成了14 位模数转换的ADC。
◆集成AES 安全协处理器。
◆带有2 个强大的支持几组协议的USART，以及1 个符合IEEE 规范的MAC 计时器，1个常规的16 位计时器和2 个8 位计时器。
◆强大和灵活的开发工具。
1和2两种方案比较的话：明显看出2方案在功耗方面有明显的优势：Atmega128L的最低供电电压是,掉电模式的电流消耗小于15 uA，采用ATmega128L 的Mica2节点的待机电流消耗约16 uA。
相比较而言MSP430的最低工作电压是，实时时钟待机电流的消耗仅为 u A，运行模式电流300 uA(1 MHz)，从休眠至正常工作整个唤醒过程仅需6 us。
1MHz的时钟条件下运行，耗电电流在 uA～400 uA之间，RA M 在节电模式耗电为uA ，等待模式下仅为 uA。
2和3两种方案比较的话：成本方面：CC2430 65元/片，实现MSP430F149+CC2430节点要元。
外围电路的考虑：CC2430所需的外围电路少。
MSP430+CC2420在电源供电的时候考虑到数字供电对模拟部分(高频)的干扰，在一个板子上实现这样很难避免干扰。
在外围晶振电路的考虑上，图1中需要3个晶振电路，而图2中只需要2个晶振电路。
电源管理模块若采用图2方案，由于不需要对MCU和射频芯片分开来供电，这样就比较简单了。
功耗方面：为了节省功耗CC2430有四种电压管理模式（PW0-PW3）耗能逐渐减少。
外部中断使节点从休眠模式到正常工作模式所消耗的电流不到 uA。
CC2430采用SOC技术把MCU和射频单元做到一块芯片工作的能耗（RX:27mA TX :25 mA）。
而MSPF149+CC2420，CC2420(RX: TX : mA),再加上MSP430的功耗（到目前为止查阅了大量资料，还没有那篇论文上/手册上有明确提出方案2，在不同的工作模式下的能耗是怎样的只有谈到MSP430这块芯片的具体耗能），总体上感觉采用SOC技术的产品能耗更具有优势。
从无线传感器技术的发展来看，MCU和射频单元能够做到一块片子上，是以后发展的一个趋势，这样可以把节点做的更小。
Intel和Chipcon都在做这方面的工作。
（CC2430芯片为Chipcon公司产品）。
综上所述我们开发节点选用方案3比较合适。
2 硬件平台设计CC2430芯片主要技术指标CC2430 芯片以强大的集成开发环境作为支持，内部线路的交互式调试以遵从IDE 的IAR 工业标准为支持，得到嵌入式机构很高的认可。
它结合Chipcon 公司全球先进的ZigBee 协议栈、工具包和参考设计，展示了领先的ZigBee 解决方案。
其产品广泛应用于汽车、工控系统和无线感应网络等领域，同时也适用于ZigBee 之外 GHz 频率的其他设备。
CC2430芯片的主要特点CC2430 芯片延用了以往CC2420 芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee 射频(RF)前端、内存和微控制器。
它使用1 个8 位MCU（8051），具有128 KB 可编程闪存和8 KB 的RAM，还包含模拟数字转换器(ADC)、几个定时器（Timer）、AES128 协同处理器、看门狗定时器（Watchdog timer）、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(Power On Reset)、掉电检测电路(Brown out detection)，以及21 个可编程I/O 引脚。
CC2430 芯片采用μm CMOS 工艺生产，工作时的电流损耗为27 mA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27 mA 或25 mA。
CC2430 的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。
CC2430 芯片的主要特点如下：◆高性能和低功耗的8051 微控制器核。
◆集成符合标准的 GHz 的 RF 无线电收发机。
◆优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。
◆在休眠模式时仅μA 的流耗，外部的中断或RTC 能唤醒系统;在待机模式时少于μA 的流耗，外部的中断能唤醒系统。
◆硬件支持CSMA/CA 功能。
◆较宽的电压范围（～ V）。
◆数字化的RSSI/LQI 支持和强大的DMA 功能。
◆具有电池监测和温度感测功能。
◆集成了14 位模数转换的ADC。
◆集成AES 安全协处理器。
◆带有2 个强大的支持几组协议的USART，以及1 个符合IEEE 规范的MAC 计时器，1个常规的16 位计时器和2 个8 位计时器。
◆强大和灵活的开发工具。
CC2430 芯片的引脚功能CC2430 芯片采用7 mm×7mm QLP 封装,共有48 个引脚。
全部引脚可分为I/O 端口线引脚、电源线引脚和控制线引脚三类。
2.3.1 I/O 端口线引脚功能CC2430 有21 个可编程的I/O 口引脚，P0、P1 口是完全的8 位口，P2 口只有5 个可使用的位。
通过软件设定一组SFR 寄存器的位和字节，可使这些引脚作为通常的I/O 口或作为连接ADC、计时器或USART部件的外围设备I/O 口使用。
I/O 口有下面的关键特性：图3 CC2430芯片◆可设置为通常的I/O 口，也可设置为外围I/O 口使用。
◆在输入时有上拉和下拉能力。
◆全部21 个数字I/O 口引脚都具有响应外部的中断能力。
如果需要外部设备，可对I/O 口引脚产生中断，同时外部的中断事件也能被用来唤醒休眠模式。
1～6 脚（P1_2～ P1_7）：具有4 mA 输出驱动能力。
8，9 脚（P1_0，P1_1）：具有20 mA 的驱动能力。
11～18 脚（P0_0 ～P0_7）：具有4 mA 输出驱动能力。