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无线集成网络传感器(WIRELESS INTEGRATED Network SYSTEM,WINS)为嵌入式传感器控制器和处理器提供分布式网络和Internet接人。WINS从1993年开始由加利福尼亚大学和洛杉矶大学研发,3年后推出了第一代WINS设备和软件。随后,国防高级研究项目署资助的低功率无线集成微传感器(Low Power Wireless Integrated Microsensor,LWIM)工程验证了多跳、自组织无线通信网络的灵活性。同时,第一代网络也验证了微功率级无线传感器节点和网络运行算法的灵活性。目前,WINS的基本网络结构和辅助电子元器件与无线传感器网络并无很大区别。

与无线传感器网络和无线移动传感器系统相比,WINS技术应用较早。WINS最初主要应用于运输、生产、医疗、环境监视、安全系统和城市交通控制等领域以简化监视和控制。通过结合传感器技术、信号处理技术、低功耗技术和无线通信技术,WINS主要用于低功率、低速率、短距离双工通信。在一些基于WINS结构的系统中,传感器需要持续检测事件。所有的元件、传感器、数据转换器、缓存等都工作在微功耗级。在完戍事件检测之后,微控制器向信号处理器发布命令;然后,节点工作协议决定是否向远程用户或相邻WINS节点报警;由WINS节点提供确认事件的属性。由于WINS在本地通过短距离、低速率通信设备与众多传感器节点联系;因此,分离节点在网络结构中被采用以进行多跳通信。在WINS的密集区域,这种多跳结构允许节点间的链路通信,从而增强窄带通信能力,并可在密集节点布局时降低功耗。

当前,大多数传感器节点采用电池供电方式,制约WINS节点的主要因素是费用和功率要求。这样,采用低功耗传感器接口、CMOS微功率元器件及信号处理电路可延长WINS节点的工作时间。传统的WINS射频系统设计是基于集成芯片和板级元件的组合,这种接口可驱动50 Q电阻负载,但有源元件和无源元件的集合将导致阻抗值增大,降低功率消耗。为此,各构成系统内部或构成系统之间的阻抗由每个节点引进的高Q值感应器控制,使窄带、高输出阻抗的金属氧化物半导体电路能从低频段转换到相应频带宽度的高频段。而且,为提高WINS在强背景噪声情况下的检测范围,传感器灵敏度必须被优化。

近年来,WINS的嵌入式无线通信和网络协议是研究热点之一。嵌入式无线通信网络通常工作在免许珂的902~928 MHz频段,频点为2.4 GHz,包括扩频通信、信号编码和多址接人。WINS系统工作在低功率、低抽样频率和受限的背景环境感知度的条件下,通过无线网桥与传统有线通信网络设备相连,WINS网络支持多跳通信。紧凑的几何分布和较低成本使无线集成传感器的配置和分布费用较低,仅占传统有线传感器系统的一小部分。目前,WINS已有成型的自组织、多跳频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)和时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)网络协议模型。在一个芯片上实现微功率WINS系统的技术能够构建新的、嵌入式的传感与计算平台。而且,智能无线传感器和数字信号处理技术将进一步推进WINS的更大规模应用。

 

 

TelosB全称是CrossBow(柯思博)公司Telos系列节点的Rev. B。在无线传感器网络中,每一个实体元素叫做传感器节点。TelosB就是其中一种节点。如右图所示,节点大小约有U盘尺寸,上面是电路板,下面是电池槽。具体的参数如下:
TelosBTelosB
技术起源
加州大学伯克利分校
CPU
8MHz TI MSP430, 10KB RAM
通信芯片
CC2420
通信电波
2.4GHz无线电,250Kbps高速数据传输
MAC协议
IEEE 802.15.4 / ZigBee
外部闪存
1M Flash
天线
内置,集成在电路板内
操作系统
TinyOS 1.1或更高
写入程序
通过USB端口写入
供电
两节AA电池(5号电池)
温湿度感知部件
Sensirion Sht11
光感知部件
Hamamatsu S1087(S1087-1)
LED
3个,分别为0(Red), 1(Green), 2(Blue)

 

posted on 2015-09-15 00:55  hhudata  阅读(237)  评论(0编辑  收藏  举报