基于CC1100的无线传感器网络MAC协议设计与实现

论文摘要

无线传感器网络是近年来的一个研究热点。无线传感器网络(Wireless sensor network)综合了传感器技术、嵌入式计算技术、无线网络通信技术、分布式信息处理技术以及微机电技术等,是一个多学科交叉的前沿热点研究领域,备受各国的关注。网络协议的开发和无线通信技术是无线传感器网络的关键技术。基于规格与描述性语言(Specification and Description Language)开发通信协议软件是一种快速有效的方法。SDL的应用可以缩短开发周期,降低系统的差错率,提高软件质量。而现在市场上的许多无线收发芯片,比如CC1100,也提供了无线传感器网络无线通信技术的有效的解决方案。本文的研究内容就是基于CC1100硬件平台,应用SDL的代码自动生成技术,设计并实现无线传感器网络的物理层协议和MAC协议。论文在研究无线传感器网络的体系结构、特征、协议栈结构、研究现状和关键技术的基础上,提出了本文的研究内容和研究意义;研究了基于SDL进行协议开发的方法,重点研究了SDL的代码自动生成技术,包括生成代码的文件结构、关键概念、进程调度以及工作过程;研究了无线通信解决芯片CC1100的应用和应用中应该注意的问题;设计了无线传感器网络的物理层协议和MAC层协议,并对利用SDL的代码自动生成技术开发所设计的协议进行了研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 无线传感器网络概述及研究现状
• 1.1.1 无线传感器网络的体系结构
• 1.1.2 无线传感器网络的特征
• 1.1.3 无线传感器网络的协议栈
• 1.1.4 无线传感器网络的关键技术
• 1.2 本论文的研究意义
• 1.3 本论文的内容安排
• 第2章 SDL及其代码自动生成技术
• 2.1 SDL介绍
• 2.1.1 SDL概述
• 2.1.2 使用SDL开发的一般步骤
• 2.1.3 SDL开发工具
• 2.2 SDL的代码自动生成
• 2.2.1 生成代码的文件结构
• 2.2.2 生成代码中重要的表结构
• 2.2.3 信号和信号队列
• 2.2.4 进程的调度
• 2.3 生成代码的运行过程
• 2.4 本章小结
• 第3章 物理层硬件平台
• 3.1 CC1100 介绍
• 3.1.1 芯片概述
• 3.1.2 CC1100 引脚描述
• 3.1.3 应用电路
• 3.1.4 配置概述
• 3.1.5 4 线串行配置和数据接口
• 3.1.6 微控制器接口和芯片配置
• 3.1.7 数据包处理的硬件支持
• 3.2 CC1100 的应用
• 3.2.1 64 字节以内数据包的收发
• 3.2.2 64 字节以上数据包的收发
• 3.3 CC1100 应用中应该注意的问题
• 3.4 本章小结
• 第4章 物理层和MAC层协议的设计
• 4.1 物理层协议的设计
• 4.1.1 物理层数据服务
• 4.1.2 物理层管理服务
• 4.2 MAC层协议的设计
• 4.2.1 MAC层数据服务
• 4.2.2 MAC层管理服务
• 4.3 本章小结
• 第5章 物理层和MAC层协议的代码实现
• 5.1 物理层代码生成及实现
• 5.2 MAC层代码生成及实现
• 5.2.1 代码的编写和修改
• 5.2.2 代码的调试
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢