[发明专利]一种无线传感器网络节点开发平台

说明书

技术领域

本发明涉及物联网和无线传感器网络节点的开发设备，尤其涉及适用于多种被感知环境的无线传感器网络节点开发平台。

背景技术

微机电系统，片上系统，无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。

无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网络节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有广阔的应用前景，这些潜在的应用领域可以归纳为：军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。美国商业周刊在预测未来技术发展的报告中，将无线传感器网络列为21世纪最有影响的21项技术之一，同时MIT技术评论也将其评为改变世界的10大技术之一。随着物联网技术的兴起，无线传感器网络技术正成为支撑物联网发展的核心关键技术之一。

作为无线传感器网络的重要组成部分，无线传感器网络节点一直是核心研究热点之一，传感器节点一般由数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块以及电源模块组成。开发无线传感器网络节点需要解决如下问题：

1、由于传感器的多样性和复杂性，数据采集单元需要用到传感器集成技术，并通过接口扩展以支持多种接口需求。

2、由于系统的差异性，数据处理模块会在FPGA，DSP以及MCU的组合上有所取舍，并且选择合适的存储器，而高效科学的算法也是提高系统性能的有利手段。

3，考虑到无限传感器网络工作环境的特异性，多种供能方式的开发和结合利用是必不可少的。

4、考虑到成本和环境因素，争对目前的无线传输技术进行有效评估，选择单一技术或多种技术的综合以适应具体环境需求，也是不可或缺的。

正因为涉及到如此多的前沿技术，所以无线传感器节点的开发是一个系统庞大的工程，为了更有效的优化开发流程，节约开发成本，需要将这些技术的开发利用有机的结合起来，构建一个良好的系统框架，形成一个有效的开发平台，面对具体环境的节点开发时，才能有的放矢，获取最佳方案。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有无线传感器网络节点开发过程中的局限性，提供了一种无线传感器网络节点开发平台，该平台可以有效支撑具体特定环境下的无线传感器网络节点开发，降低开发成本，缩短开发周期。

本发明提供的一种无线传感器网络节点开发平台，其特征在于，该开发平台包括能量供给模块、数据采集模块、通用接口模块、无线通信模块以及数据处理模块，其中：

能量供给模块分别与数据采集模块、通用接口模块、无线通信模块以及数据处理模块连接，用于管理各模块的供能方式，为整个平台提供正常工作的能源；

数据采集模块与通用接口模块连接，用于监测区域内信息的采集，并将各种传感器采集的信号转变为数字信号，最后将数字信号通过通用接口模块传送给数据处理模块，数据采集模块根据数据处理模块传送的数据采集控制信号，开始或停止数据采集；

通用接口模块与数据处理模块连接，用于数据采集模块与数据处理模块的通信，以及数据处理模块与外围的信息交互；

无线通信模块与数据处理模块连接，用于与其它节点进行无线通信，交换控制信息和收发数据；

数据处理模块用于控制整个平台的数据处理、数据存储、路由协议、功耗管理、任务管理，以及实现通信协议；并且用于开发期间作为嵌入式软件的载体，承载嵌入式软件的运行环境。

采用本发明的无线传感器网络节点开发平台，与现有技术相比，融合了多种成熟的前沿技术，采用FPGA、DSP以及MCU作为平台核心，FPGA最大的特点就是灵活，实现你想实现的任何数字电路，可以定制各种电路，减少受制于专用芯片的束缚，真正为自己的产品量身定做，实现高效率的逻辑处理；DSP一般采用哈佛架构，超长指令字架构等，数据存取和指令分开，内部运算单元多，有专门的硬件乘加结构，因此运算速度极高，卓越的数据处理能力配合优秀的数据算法使其特别适合进行大量数字信号的实时处理。FPGA的高效率逻辑处理能力、DSP的高速数字信号处理能力以及MCU的强大控制功能的有效结合，使得平台具有高速数字信号处理和高效率逻辑处理能力，而且丰富的外围接口和多种通信协议的支持，使得平台的扩展性和兼容性大大增强，故有利于缩短产品研制周期，降低产品研制成本，以及提高产品稳定性。

附图说明

图1是本发明的无线传感器网络节点开发平台的原理框图；

图2是本发明的无线传感器网络节点开发平台实施例的具体结构框图；