發布日期：2022-05-11 點擊率：22
26 4 河 北 工 業 科 技 Vol. 26, No . 4
2009 7 H ebei Journal of Industrial Science and T echnolog Jul 2009
: 1008- 1534( 2009) 04-0253- 03
1 2 3 4
, , ,
( 1. 石家莊學院電氣信息工程系, 河北石家莊 ; 2. 方圓電子音像出版社, 河北石家莊
; 3. 威海煙草專賣 信息中心, 山東威海 ; 4. 河北金融學院信息管理與工程系, 河北
保定 )
: 利用Zigbee 技術和嵌入式技術設計了一種以紡紗車間溫濕度采集為應用對象的無線傳感
器網絡節點, 節點的軟硬件均采用低功耗設計, 可根據實際環境實現分布式安裝低功耗無線傳感
器網絡節點設計具有無需布線覆蓋面廣安裝調試方便和使用壽命長等優點, 可廣泛應用于紡織
廠和煙草存儲溫濕度控制環境監測醫療護理等領域
: Zigbee; 無線傳感器網絡; M SP430; CC2480
: T P274 : A
A kind of low-pow er w ireless sensor netw ork node design
1 2 3 4
GU O Peng , YANG Chun-hui , CHEN Lei , LIU Chong
( 1. Department of Electrical and Information Engineering , Shijiazhuang Universit , Shijiazhuang Hebei , China; 2. Fan-
g uan Electronic and Audiovisual Press, Shijiazhuang Hebei , China; 3. Information Center, Weihai T obacco Monopol
Bureau, W eihai Shandong , China; 4. Department of Information Management and Engineering, H ebei Institute of Fi-
nance, Baoding Hebei 07 1051, China)
Abstract: A kind of w ireles sensor netw ork node for the applicat ion of temperature & humidit dat a acquisition in a spinning
workshop w ere int roduced, based on Zigbee t echnolog and embedded technolog . The hardware and softw are of the node were
low-pow er design and the implement at ion of the node could be distributed in accordance with the actual installation environ-
ment. The low-pow er w ireless sensor netw ork node design has man advantages, such as no w iring, w ide coverage, installation
and debugging convenience and long life, w hich enable it to be 
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BCM 5G WiFi 802.11ac客戶端
實現單流和雙流802.11ac規范，分別實現高達433和867 Mb / s的速度，并向下兼容不推薦用于新設計802.11 b / g / a / n devices。 此產品系列用作智能手機，平板電腦，機頂盒，數字電視，PC產品和其他設備中的客戶端設備需要小尺寸和低功耗連接解決方案的產品。每款產品都有一個單芯片雙頻收發器，集成了完整的802.11ac無線子系統中的所有主要功能模塊，包括無線電，基帶和MAC，以及根據客戶應用要求，藍牙和FM收音機。這些高度集成的解決方案可提供家庭和企業中高質量視頻和媒體應用所需的更高覆蓋率和吞吐量性能，并且無論使用何種應用處理器，都可以添加到任何終端產品中。 功能 單流和雙流IEEE 802.11ac解決方案，數據速率高達433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n雙頻段不推薦用于新設計與增強性能的兼容性 支持20,40和80 MHz頻道—將802.11n解決方案的帶寬提高一倍—可選的SGI（256 QAM調制） 256 QAM，一種提高數據傳輸效率的高階調制方案 符合802.11ac標準的發送波束成形，低密度奇偶校驗碼（ LDPC）和空時分組編碼（STBC）用于擴展覆蓋范圍。 Broadcom的TurboQAM?技術實現...
發表于 07-04 13:12 ?
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BCM Persona?媒體處理器
BCM是Broadcom Persona?系列的一部分。 IP通信應用處理器。 BCM是Broadcom的Persona IP通信處理器系列的一部分。 BCM連接Broadcom的藍牙，Wi-Fi和GPS連接產品，允許原始設備制造商（OEM）添加技術以擴展下一代產品的功能。 功能 運行基于Linux?的Broadcom MediaxChange?軟件，這是經過現場驗證的PhonexChange&trade的最新語音，視頻和多媒體版本;軟件 采用Broadcom創新的音頻清晰度技術SmartAudio?，可顯著提高IP網絡的音質。 BCM VideoCore?的無膠接口; III多媒體協處理器 10/100 base-TX以太網媒體訪問控制器（MAC）和物理層（PHY），支持自動關機綠色模式 應用 IP語音（VoIP）...
發表于 07-04 10:13 ?
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BCM2040-1 用于鼠標和鍵盤的單芯片藍牙
集成是實現當今PC原始設備制造商系統成本目標的關鍵。通過將當今鼠標和鍵盤中的所有組件集成到BCM2040中，可以實現較低的系統成本，從而接近不推薦用于新設計有線鼠標和鍵盤的價格點。 BCM2040可直接連接鼠標光學或球形編碼器和鍵盤掃描矩陣。 BCM2040是低成本藍牙鼠標和鍵盤設備設計的重大突破。 BCM2040是一款真正的單芯片，集成了整個配置文件，應用程序和藍牙協議棧，完全符合人機界面設備的Bluetooth SIG規范。該設備完全符合1.1版藍牙規范，并支持關鍵的藍牙1.2版功能，包括自適應跳頻和快速連接，這對個人計算機中的鼠標和鍵盤應用至關重要。 功能 具有完全集成的人機接口設備（HID）配置文件和藍牙1.1版堆棧的單芯片藍牙設備 On-板8051處理器和RAM / ROM內存 自定義集成藍牙核心處理器已經過優化，可支持HID配置文件并最大限度地降低功耗 應用程序 無線手機 無線耳機 無線鍵盤和鼠標 無線揚聲器 智能設備 ...
發表于 07-04 10:08 ?
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BCM2035 藍牙＆REG;單芯片HCI解決方案
單芯片獨立基帶處理器，集成2.4-GHz收發器，適用于藍牙1.1和1.2應用。 Broadcom BCM2035是一款單芯片獨立基帶處理器，集成2.4 GHz收發器，適用于藍牙1.1和1.2應用。通過將關鍵組件集成到設備中，無需外部閃存和有源組件，從而最大限度地減少了實施藍牙系統的占地面積和系統成本。 BCM2035是通過USB或UART和PCM音頻接口需要Bluetooth SIG標準主機控制器接口（HCI）的任何語音和/或數據應用的最佳解決方案。 BCM2035基于BCM2033藍牙基帶核心，外圍傳輸單元和微處理器單元的生產和UnPlugFest驗證架構。微處理器單元將低級協議棧存儲在只讀存儲器（ROM）和補丁隨機存取存儲器（RAM）中，以提供最大的靈活性。 功能 任何單芯片解決方案的最高可用BT無線電性能 小數N頻率合成器支持12至40 MHz的任何晶體或TCXO光源 應用 智能設備...
發表于 07-04 10:08 ?
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BCM2042 高級無線鍵盤/鼠標藍牙＆reg;解
真正的單芯片，集成了整個配置文件，應用程序和藍牙協議棧，完全符合人機界面設備的藍牙SIG規范。 BCM2042是低成本藍牙鼠標和鍵盤設備設計的重大突破。 BCM2042完全符合2.0版藍牙規范，包括自適應跳頻和快速連接，這些對于個人計算機中的鼠標和鍵盤應用至關重要。集成是實現當今PC制造商的系統成本目標的關鍵。通過將當今鼠標和鍵盤中的所有組件集成到BCM2042中，可以實現較低的系統成本，從而接近不推薦用于新設計有線鼠標和鍵盤的價格點。 BCM2042可直接連接鼠標光學或球形編碼器和鍵盤掃描矩陣。 功能 具有完全集成人機界面的單芯片藍牙設備設備（HID）配置文件和完整藍牙堆棧 板載8051處理器和RAM / ROM內存 成本優化的鼠標和鍵盤應用解決方案，通過集成實現最低成本所有外部組件 取代現有鼠標或鍵盤處理器和內存并添加藍牙功能 應用程序 無線手機 無線耳機 無線鍵盤和鼠標 無線揚聲器 筆記本電腦 個人電腦 數字電視 游戲設備 智能設備...
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CABLEMEDEA 家庭網絡連接軟件
CableMedea?是一個全面而完整的軟件住宅網關包。 CableMedea?是一種全面的軟件住宅網關軟件包，旨在顯著縮短產品上市時間，節省開發成本。它可用于有線調制解調器VoIP網關，有線調制解調器無線網關，電纜調制解調器，有線機頂盒，CableHome網關和PacketCable網關。該產品的完整性使開發人員無需使用額外的第三方軟件包，最大限度地減少評估周期和解決接口兼容性問題的軟件開發工作。 功能 包括對CableHome?，住宅網關和CableOffice合規性的所有必要支持 為Broadcom的DOCSIS?開發; 1.1和2.0住宅網關產品 管理和配置直觀的基于Web的GUI，符合CableHome的CMP實施，SNMPv3，遠程功能/服務啟用/禁用，遠程升級和DOCSIS? 1.1和2.0安全軟件下載 LAN連接包括以太網，802.11無線，USB，HomePlug，HPNA，藍牙，DHCP服務器和UPnP QoS 應用程序 家庭網關 機頂盒 IP語音（VoIP）...
發表于 07-04 10:04 ?
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BCM1104 千兆IP電話芯片
IP電話芯片使制造商能夠構建具有硬件安全性和卓越語音質量的IP電話。 芯片也是集成了千兆以太網（10/100/1000 Mb / s）交換機和兩個快速以太網（10/100 Mb / s）收發器，可以選擇性地開發傳統的快速以太網IP電話設計，而無需額外增加外部收發器的成本。通過添加外部千兆以太網收發器，制造商可以輕松升級其設計以創建千兆以太網IP電話型號。 功能 BCM1104是下一代芯片，集成硬件安全性，高級服務質量（QoS）技術和千兆以太網（GbE）交換機 基于具有增強DSP功能的RISC架構，為中端IP電話提供優化的性能水平 的BroadSAFE&安培;貿易;帶有用于AES加密和SHA-1身份驗證算法的硬件加速的安全模塊 靈活的外設接口架構可以連接無線局域網，藍牙和視頻設備而無需膠合邏輯 應用程序 IP電話 VoIP住宅終端適配器 IP PBX系統...
發表于 07-04 09:51 ?
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S-MAC(Sensor MAC,傳感器媒體訪問控制)協議是較早的一個基于同步調度并且基于競爭的MAC協議。它是在IEEE802.11 MAC協議的基礎上，特別針對無線傳感器網絡中節點能量有限這一特性，并假定網絡能容忍一定的延遲，允許節點周期性睡眠提出的，達到了較好的節能效果。S-MAC主要機制有時序同步，串音避免，流量自適應偵聽以及分片傳輸。
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S-MAC原理
在S-MAC中,將時間劃分為重復的工作循環,每一個循環分為三個階段,分別為同步、數據和睡眠。節點在同步階段被喚醒進行時鐘同步,在數據階段所有的節點都維持在活動狀態。如果節點有一個數據包要發送給另一個節點,傳輸數據前需要在數據階段交換RTS(Request-to-Send)和CTS (Clear-to-Send)幀,傳輸數據包之后再返回一個確認幀。未涉及通信的節點在數據階段恢復到睡眠階段,通信節點必須在完成確認之后才能返回睡眠狀態。S-MAC協議原理圖如下:
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如上所示，節點A向節點B發送數據之前首先發送控制信息RTS,節點B收到信息后得知有數據發給自己，那么發送一個CTS作為應答。節點A在接到CTS回復后便可開始發送DATA數據了。其他節點在收到RTS或CTS消息之后,如果確認這個數據包不是發給自己的,則利用一個定時器設置虛擬載波偵聽時間,然后進入休眠狀態。休眠狀態的時間由RTS或CTS信息包里的duration(傳輸持續時間)來確定,等經過duration時間之后重新醒來監聽信道。通過RTS一CTS信號完成發送方和接收方之間的握手過程,目的是為了公告發送方和接收方兩者的鄰居節點,避免鄰居節點此時傳輸數據造成沖突碰撞。
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S-MAC主要機制
S-MAC主要機制有時序同步，串音避免，流量自適應偵聽以及分片傳輸。
1、時序同步
時序同步過程是為了讓網絡中相鄰的節點保持相同的偵聽/睡眠調度信息。通過使用相同的任務環，節點間能夠及時通信，并且也能夠有效降低網絡中的控制開銷。網絡中的節點通過發送 SYNC 同步幀向其鄰居節點通告其自身的調度信息，實現節點間的同步。同時在節點內部設定一個調度表， ?用以保存所有鄰居節點的調度信息。
同步過程為：節點首先偵聽信道一段時間，用以檢測是否收到其他節點發來的調度信息。如果有，則采用收到的調度信息，并且廣播該調度信息。如果在規定的時間內沒有收到其他節點的調度信息，那么就生成自己的調度信息并將其廣播出去。可能存在一種情況：一個節點已經具有了自己的調度信息，而又收到了其他節點的調度信息。此時該節點就必須保存這兩個時間表，工作在兩種調度周期下。?
2、串擾避免
在無線傳感器網絡中，如果存在兩個節點向同一個節點發送數據，這是接收節點就不能正確接受數據，這就是串擾。串擾O避免采用RTS/CTS機制。每個要發送數據的節點都要歷經RTS/CTS/DATA/ACK的四個過程,節點會在每個傳輸包里攜帶一個域值,它是用來表示剩下的通信過程還需要多長時間。這樣收到數據包的節點就會判斷,該數據是不是發送給自己的。如果不是發送給自己的就可以根據這個閾值判斷自己還需要等待多久。此節點就將這個值上報給網絡分配矢量(NAV)并給它設置一個定時器,每接收到一次數據分組該矢量就會更新一次。定時器始計時以后,節點收到數據后就將NAV的值遞減1,一直減到0。節點需要發送數據時,它會先查看NAV值,NAV為0時,該節點就認為信道是處于“空閑”的狀態,否則就認為此時信道“忙”。
3、流量自適應偵聽
在節點的一次數據傳輸過程中,鄰居節點在通信結束后不立即進入睡眠狀態,而是繼續偵聽一段時間。在這段時間內,如果節點接收到RTS分組,就立刻接收數據,不需要下一個周期的到來,這樣就減少了數據分組的傳輸延遲;如果節點沒有接收到RTS分組,則進入睡眠狀態,等到下一個周期再傳輸數據。
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4、分片傳輸
對于無線信道,傳輸差錯與包長度成正比,長包成功傳輸的概率要小于短包。根據這一原理,將長消息分為若干短包,采用一次RTS/CTS握手,集中連續發送全部短包。每次傳輸一個短包,發送者等待接收者送來的ACK,如果發送者沒收到ACK,它就會為更多的分組擴展保留的傳輸時間,并立即重傳現有的片斷。該機制有效地減少了控制開銷,又提高發送成功率。
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S-MAC的缺點
S-MAC協議空閑監聽占空比固定，不能適應數據量動態變化，不能及時進入睡眠狀態，導致能量浪費。另外節點的同步機制中如果存在多個調度周期，能量消耗會增加。
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超低功耗無線傳感器網絡平臺（HBE-Ubi-MSP430)使用通用的MSP430 CPU，提供多種類別的通用傳感器。采用可擴展的連接器結構，提供傳感器數據存儲裝置（SDRAM，FLASH，可構建自控通信網.提供通過豐富的開發經驗得出的例題程序。提供通過豐富的開發經驗得出的例題程序，支持Zigbee PHY，有效距離可到達100m的PCB模式天線。提供可擴展的天線端子（擴大接收距離），提供通過豐富的經驗得出的用戶教育。
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