本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)低功耗研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種自組網(wǎng),其節(jié)點(diǎn)按照一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行組織,通常被隨機(jī)播撒在待測(cè)區(qū)域內(nèi),節(jié)點(diǎn)數(shù)量很大,密度很高,節(jié)點(diǎn)體積小,攜帶的能量非常小并且資源有限,因此在節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)和研究有十分重要的意義。本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,對(duì)節(jié)點(diǎn)的能量損耗環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析,并提出各種降低系統(tǒng)功耗措施,分為硬件和軟件兩個(gè)方面。硬件方面結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功能要求,對(duì)組成節(jié)點(diǎn)的各個(gè)模塊,包括:處理器模塊、通信模塊、傳感器模塊和電源模塊進(jìn)行了能耗分析。節(jié)點(diǎn)的功耗損失主要在處理器和無線收發(fā)模塊上,因此硬件設(shè)計(jì)上主要是這兩個(gè)模塊的選擇。比較分析各種芯片后,選擇S3C6410處理器和CC2530射頻芯片作為節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理和通信核心;給出了各個(gè)模塊電路的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)了通信模塊與處理器模塊的接口電路。對(duì)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)可以采取的低功耗軟件措施主要包括采用定時(shí)器中斷來使節(jié)點(diǎn)周期性的進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)采用動(dòng)態(tài)的電源管理,引入動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)-DVS(Dynamic Voltage Scaling)節(jié)能技術(shù)改造了最早截止時(shí)間優(yōu)先算法EDF(Earliest Deadline First)調(diào)度模型,在周期性任務(wù)集中,根據(jù)任務(wù)間存在約束關(guān)系來調(diào)度任務(wù)優(yōu)先級(jí),根據(jù)任務(wù)屬性對(duì)其中的可降壓任務(wù)插入DVS操作,分別針對(duì)整個(gè)任務(wù)集共用一個(gè)最終時(shí)限和任務(wù)集中不同的任務(wù)有不同最終時(shí)限的情況得出不同的調(diào)度方法。同時(shí)按照上述設(shè)計(jì)制作了節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)具有低功耗、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),給出的低功耗措施可以延長(zhǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的使用壽命,基本滿足了應(yīng)用需要。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 低功耗傳感器節(jié)點(diǎn) DVS EDF
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)11-12
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容12-13
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功耗分析13-20
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述13-15
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)13-14
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的組成14-15
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗分析15-17
• 2.2.1 處理器模塊能量消耗分析15-16
• 2.2.2 無線通信模塊能耗分析16-17
• 2.2.3 傳感器模塊能耗分析17
• 2.2.4 電源模塊能耗分析17
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗技術(shù)17-19
• 2.3.1 硬件設(shè)計(jì)低功耗17
• 2.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)低功耗17-18
• 2.3.3 無線通信技術(shù)18
• 2.3.4 通信協(xié)議低功耗18-19
• 2.4 小結(jié)19-20
• 第三章 DVS的多任務(wù)節(jié)能調(diào)度研究20-32
• 3.1 DVS技術(shù)20-21
• 3.2 DVS與任務(wù)調(diào)度結(jié)合技術(shù)21
• 3.3 基于DVS的多任務(wù)調(diào)度模型21-30
• 3.3.1 任務(wù)調(diào)度21-22
• 3.3.2 EDF調(diào)度算法22-24
• 3.3.3 無約束關(guān)系任務(wù)的節(jié)能模型24-26
• 3.3.4 有約束關(guān)系任務(wù)的節(jié)能模型26-30
• 3.4 仿真分析30-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第四章 無線傳感器低功耗節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)32-44
• 4.1 節(jié)點(diǎn)硬件系統(tǒng)中處理器模塊低功耗設(shè)計(jì)32-35
• 4.1.1 S3C6410處理器特點(diǎn)33-34
• 4.1.2 S3C6410低功耗控制和系統(tǒng)工作模式34
• 4.1.3 處理器外圍電路34-35
• 4.2 無線通信模塊35-38
• 4.2.1 射頻芯片的選型35-36
• 4.2.2 CC2530芯片主要特點(diǎn)和工作原理36
• 4.2.3 通信模塊與處理器模塊的接口電路36-38
• 4.3 匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)38
• 4.4 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)原則38-39
• 4.5 節(jié)點(diǎn)軟件低功耗設(shè)計(jì)39-40
• 4.6 動(dòng)態(tài)電源管理40
• 4.7 休眠調(diào)度機(jī)制40-41
• 4.8 實(shí)驗(yàn)及分析41-43
• 4.9 小結(jié)43-44
• 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-49
• 發(fā)表文章目錄49-50
• 致謝50-51

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5 王s，

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