侯珍珍

摘要：隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，計算機科學(xué)已經(jīng)在社會的各行各業(yè)中得到了更多的發(fā)展和應(yīng)用。無線傳感網(wǎng)絡(luò)作為計算機科學(xué)領(lǐng)域中的一個全新的研究課題，近些年因其廣闊的前景而備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。本文針對IEEE 802.15.4協(xié)議標準進行了重點的探索，努力深入的研究了點對點網(wǎng)絡(luò)在無線傳感器中的形成，之后設(shè)計了無線傳感器點對點網(wǎng)絡(luò)通信的方法。

關(guān)鍵詞：IEEE 802.15.4 ?點對點通信 ?傳感器節(jié)點 ?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TP212.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）09-0032-01

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network），又稱為WSN，一般是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的簡潔微型傳感器節(jié)點通過無線通信技術(shù)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過無線通信方式形成的一個多連接組織的網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的通信，并發(fā)送給觀察者。并且如今的傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)與仿生人體器官和塑料電子學(xué)并稱為當(dāng)今世界未來的三大重要科技產(chǎn)業(yè)，有著舉足輕重的地位和研究價值。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是業(yè)內(nèi)一個里程碑式的進步，有必要進行深入的探討。

1 IEEE 802.15.4標準

IEEE 802.15.4標準是IEEE標準化協(xié)會制定的針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)要求來實現(xiàn)的短距離低功耗無線通信技術(shù)，用以滿足無線個人低速區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。該標準是定義在MAC層和PHY層的針對個人無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的最新標準，在功能和作用上有明確的規(guī)定，同時標準中也將低速率傳輸、低成本以及低能耗等標準作為重點，以期能夠在短距離小范圍內(nèi)的低速互聯(lián)功能中提供統(tǒng)一的標準和規(guī)范。

IEEE 802.15.4其實就是一系列的設(shè)備組合，這樣的一種組合中無線信道能夠在這種協(xié)議標準下進行一系列的區(qū)域活動，這一區(qū)域邊產(chǎn)生了WPAN網(wǎng)絡(luò)，并且再這樣的網(wǎng)絡(luò)中，即便RFD間的通信不是直接的，也可以實現(xiàn)通過FFD設(shè)備進行信息傳遞，也可通過FFD設(shè)備進行信息的向外發(fā)送。與RFD相關(guān)聯(lián)的FFD設(shè)備必須是具有通信能力的全功能設(shè)備。FFD設(shè)備之間可以作為RFD設(shè)備的協(xié)調(diào)器，并且RFD設(shè)備能夠?qū)FD設(shè)備進行簡單的控制，通過少量的數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)資源占用不大的方案傳遞。

在點對點網(wǎng)絡(luò)中，所有的設(shè)備只需要能夠收到彼此的信號即可實現(xiàn)無線直接通信，從而摒棄了其他轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，這一過程中盡管依舊需要網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器協(xié)助完成，但是其功能已經(jīng)不是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而是被注冊和訪問控制等功能所取代。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過上層規(guī)定的協(xié)議將信道打開或關(guān)閉，從而實現(xiàn)基本功能。

2 點對點通信設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 點對點通信設(shè)計概述

通過傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)能夠看出，網(wǎng)絡(luò)的組成包括工作站和服務(wù)器，但是當(dāng)視角轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層時，服務(wù)器和工作站的工作又類似，兩者均可通過網(wǎng)絡(luò)名稱或地址來進行替代。點對點通信也可以理解為對等通信。點對點通信中工作站之間進行對話不再需要原來的文件服務(wù)器進行中轉(zhuǎn)工作，而是采取了更為簡單的方式，這樣較傳統(tǒng)的通信方法有很多優(yōu)勢，尤其是在操作便捷性和快捷性方面比傳統(tǒng)方法強得多。

2.2 點對點通信函數(shù)設(shè)計與實現(xiàn)

（1）射頻初始化函數(shù)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中建立點對點通信之前，要先進行射頻函數(shù)調(diào)用的初始化，調(diào)用響應(yīng)的函數(shù)，通過函數(shù)的調(diào)用來實現(xiàn)對簡單數(shù)據(jù)協(xié)議報的初始化，同樣的需要對定時器進行設(shè)置，以便在數(shù)據(jù)包發(fā)送之后服務(wù)器出現(xiàn)長時間未響應(yīng)的情況進行終端連接操作。在這一過程中，配置無線部分時始終采用發(fā)送狀態(tài)，通過讓其在特定頻率下工作來實現(xiàn)CRC值的檢查、插入和自動計算等發(fā)送需要。（2）發(fā)送數(shù)據(jù)包函數(shù)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)包時，也要對相應(yīng)的函數(shù)進行調(diào)用，這一過程能夠發(fā)送最多122長度的數(shù)據(jù)，對目標地址進行標記，一旦有回應(yīng)便可設(shè)置其為相應(yīng)的標志，實現(xiàn)后續(xù)過程。（3）接收數(shù)據(jù)包函數(shù)。當(dāng)進行數(shù)據(jù)包的發(fā)送時，要進行相應(yīng)函數(shù)的調(diào)用，這一函數(shù)主要是接受長度為128字節(jié)的數(shù)據(jù)包，一旦收到數(shù)據(jù)便可進行DMA的觸發(fā)，接收后DMA會產(chǎn)生一個中斷并運行其他定義函數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包接收的目的。（4）發(fā)送狀態(tài)函數(shù)。當(dāng)進行點對點通信時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需對發(fā)送端的狀態(tài)函數(shù)預(yù)先配置，通過函數(shù)表現(xiàn)的狀態(tài)要在節(jié)點等的閃爍中體現(xiàn)出來，一旦數(shù)據(jù)包發(fā)送成功即進行閃爍。（5）接受狀態(tài)函數(shù)。類似的，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在進行點對點通信的時候也需要設(shè)置相應(yīng)的接收端狀態(tài)，用函數(shù)形式表示出來，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)函數(shù)的同時調(diào)節(jié)控制點，保證控制點能夠正常工作，當(dāng)數(shù)據(jù)包成功接收時進行閃爍。

3 結(jié)語

通信技術(shù)現(xiàn)如今已經(jīng)是當(dāng)今社會現(xiàn)代化過程中必不可少的重要技術(shù)手段，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也已經(jīng)是一種重要的通信技術(shù)，并且在發(fā)展中有越來越廣的態(tài)勢，同時，通信技術(shù)依托無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到迅速的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的點對點通信是最基本的通信手段，相信在業(yè)內(nèi)的不斷研究和拓展下，一定會取得更廣泛的應(yīng)用空間和更大的發(fā)展前景。

參考文獻

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