基于Si4432无线自组网的设计与实现
目录
第一章绪论 (1)
1.1课题背景 (1)
1.2国内外无线网络技术发展现状 (1)
1.3本课题研究的意义 (2)
1.4本文的研究内容及结构 (3)
1.5本章小结 (4)
第二章系统总体方案和设计 (5)
2.1引言 (5)
2.2功能需求分析 (5)
2.3系统硬件组成 (6)
2.4无线自组网软件架构 (7)
2.5关键技术及解决方案 (7)
2.6本章小结 (8)
第三章基于Si4432无线节点的硬件设计 (9)
3.1无线节点硬件设计原则 (9)
3.2无线射频发射模块整体框架 (10)
3.2.1微处理器的选型 (10)
3.2.2Si4432接口设计 (11)
3.2.3串口通信 (13)
3.2.4数据存储模块 (14)
3.2.5下载电路 (15)
3.3电路设计原理图 (15)
3.3.1RF射频电路设计原理图 (15)
3.3.2主控芯片外围电路 (16)
3.4无线节点PCB图 (19)
3.5无线节点实物图 (20)
3.6本章总结 (22)
第四章基于Si4432无线节点的软件设计 (23)
4.1总体概述 (23)
4.2协议栈结构 (23)
4.3物理层设计 (24)
4.3.1设置RSSI门限 (24)
4.3.2发射功率 (25)
4.3.3频率调制 (26)
4.4自组网算法的设计与实现 (26)
4.4.1自组网通讯协议设计 (26)
4.4.2组网算法的设计 (29)
4.4.3建立一个网络 (30)
4.4.4游离节点加入一个网络 (32)
4.4.5节点路径存储 (35)
4.5自组网稳定性设计 (36)
4.5.1鲁棒性 (36)
4.5.2帧确认机制 (38)
4.5.3数据校验机制 (38)
4.6本章总结 (40)
第五章系统仿真与测试分析 (41)
5.1组网算法仿真 (41)
5.2系统测试 (44)
5.2.1抄表测试 (44)
5.2.2无线节点模块性能测试 (45)
5.2.3无线节点通信距离测试 (47)
5.3本章总结 (47)
第六章总结与展望 (49)
6.1总结 (49)
6.2展望 (50)
参考文献 (51)
致谢 (55)
攻读学位期间所获得的相关科研成果 (57)
河北工业大学硕士学位论文
第一章绪论
1.1课题背景
无线自组网络是一种没有预定基础设施支撑的自组织可重构的多跳无线网络，可以快速的为远程抄表，智能家居等建立通信平台[1]，具有广阔的应用前景，是目前网络研究中的热点问题。
目前自组织网络已经与2.5G和3G移动通信进行了有效的结合，而大规模宽带无线自适应自组织网络将会成为宽带无线通信或未来移动通信的重要形式[2]。与其他传统通信网络相比，自组织网络具有显著优势。无中心和自组织性，自组织网络中没有绝对的控制中心，所有节点的地位平等，网络中的节点通过分布式算法来协调彼此的行为，无需人工干预和任何其他预置的网络设施，可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网。然而目前无线自足网络还存在着一些局限性：网络传输距离短，例如无线局域网（WLAN），蓝牙，ZigBee等传输距离在100米以内；网络中可容乃的节点数目少，多跳次数少；组网算法繁琐存在信息爆炸，盲目使用资源问题无法自适应路由选择路径[12]。
本课题在上述背景下提出并展开，si4432是一款高集成度、低功耗、多频段的EZ Radio PRO系列无线收发芯片[4]，在传输距离、穿透能力和低功耗特性等方面都有较大优势。本文通过分析无线组网的特点，设计了基于Si4432的无线自组网系统，对软硬件进行开发，完成网络体系设计、通信协议以及组网算法研究，取得了重要的理论与应用成果。基于Si4432的无线自组网系统成本低，传输稳定，组网快捷，覆盖范围广，具有易于安装以及简单的组网协议。
1.2国内外无线网络技术发展现状
90年代以来，无线自组网的研究在世界范围内方兴未艾，已经从无线通信领域中的一个小分支逐渐扩大到相对较独立的领域[5]。目前无线自组网自适应路由技术灵活、成本低以及生存能力强等特点，应用范围不断扩大，由最先的军用扩大到地震、火灾等紧急通信场合，无论在国际上，还是在区域上，周期性的无线自组网学术会议日益增多，并且逐渐渗透至日常生活各个方面，无线自组网技术已经逐渐成为研究的
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