MSP430单片机无线传感器节点自定位系统设计(2)

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3.2.1 系统流程图 17

3.2.2 主程序系统流程 17

3.2.3 发送和接收主程序 18

3.3 软件算法 20

3.4 本章小结 22

第四章基于声学传感器的系统调试 23

4.1 系统硬件调试 23

4.2 系统软件调试 24

4.3 本章小结 27

结论 28

致谢 29

参考文献 30

第一章绪论

1.1 研究背景和意义

随着微电子技术、计算技术和无线通信等技术的进步，推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能，相应地，产生出了许多新的信息获取和处理模式，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）就是其中之一。无线传感器网络是指由大量成本低廉的，具有感知能力、计算能力、无线通讯能力的传感器节点组成的网络，它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种前沿技术，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。

无线传感器网络的研究起步于20世纪90年代末期，被认为是21世纪最重要的技术之一，由于其在医疗卫生、环境监测和军事等领域都有广阔的应用前景，引起了各国军事部门、工业界和学术界的极大关注，并先后提出了大量极具挑战性的课题。国际上最早开展无线传感器网络研究的国家是美国，欧洲各国紧随其后。进而引起国内对WSN日益强烈的关注，2004年国家自然科学基金将无线传感器网络列为重点研究项目。2006年国家自然科学基金将水下移动传感器网络的关键技术列为重点研究方向。中国科学技术大学、清华大学、中科院计算所、上海微系统所、沈阳自动化所等多家高校和研究单位均已开展了无线传感器网络相关领域的研究。

无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有潜在的重要的应用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，并被列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一。

而节点定位技术作为无线传感器网络的关键技术，更是引起了国内外众多学者的兴趣。因为只有结合位置信息，传感器获取的数据才有实际意义。在网络层，因为WSN节点无全局标识，可以设计基于节点位置信息的路由算法。在应用层，根据节点位置，WSN系统可以智能的选择一些特定的节点来完成任务，从而大大降低整个系统的能耗，提高系统的存活时间。许多对目标追踪问题的研究更是将节点位置己知作为一个前提条件。

1.2 无线传感网络节点定位技术的国内外现状

1.3 论文内容及结构

在无线传感器网络节点自定位系统中，对硬件和软件均有要求。本文设计的无线传感器网络节点自定位系统中，其硬件部分，主要通过柱极体话筒来接收声音信号，并利用OPA340运算放大器组成的调理电路对信号进行放大和处理，最后将信号输入MSP430G2553单片机进行处理；软件方面主要是基于NRF24L01节点的编程来完成无线通信以及基于IAR软件的结果显示。