無線傳感器網絡3G網關的設計與研制
2.2 通信協議的設計
通信模塊的功耗在網關的功耗中占主要部分,為了降低功耗,必須設計一種合適的通信協議及路由算法,盡可能的使網關處于休眠狀態,同時又要保證網絡數據信息傳輸的完整性。
節點發送給網關的數據為主動的消息幀結構,其結構如圖4所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/161649.htm
結合無線傳感器網絡周期性休眠喚醒的特點,采用簡化的發送和應答機制,即簡化的T-MAC協議。網關先偵聽載波,當信道空閑時,向所有的網絡節點發送同步幀,各節點接收到同步幀后根據同步幀的信息修改自身時鐘,并向網關發送應答信息,達到整個網絡同步的目的。然后網關進入接收數據狀態,接收所有節點發送的數據,進行數據轉換,通過WCDMA網絡傳輸給上位機,之后網關進入睡眠模式,如此循環反復。
隨著時間的推移,時間同步誤差的增加,網關和節點可能出現失步,所以需要周期性地發送時間同步信息,保證網關與節點時間同步誤差不累加。
3 實驗結果與分析
3.1 無線通信距離測試
無線通信距離是網關性能的一個重要方面,其大小取決于射頻模塊的發送功率,兩者成正比。nRF905具有發射功率可選功能,分別為-20dBm,-2dBm,6 dBm和10 dBm。本測試分別在室內,空曠平地和有遮擋物和坡度的草坪上以不同的發射功率測試網關無線通信距離,射頻設定在433 MHz頻段,工作電壓為3.2 V。由節點周期性的向網關發送數據,當網關接收到數據時,再由網關向節點發送數據。當雙方實現正常通信時,用精度為0.01 m激光測距儀測量網關與節點之間的直線距離,分別測量20次,最后取其平均值。測量的結果如表1所示。
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