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汽车无线传感器网络的钻研与设想

2020-01-18 08:47      点击:

  无线传感器的数据通信将用到时分多址通信协议。使用时分多址(TDMA)意味着只要有用的数据威力在通信形式(较高功率)下传输和蒙受,因而无线传感器其他任何时候都处于立即通信形式。我们如果一个无线传感器(主)作为恒定的数据接管器(星形拓扑网络),且无线传感器是有汽车电池供电(所以无需思考主无线传感器的电源问题),除了阐扬中央办理器的作用外,当所有子无线传感器初步传输数据的时候,主无线传感器会同步返给子无线传感器一个专门的哀求信息。

  下面计算一下此网络可负载无线传感器的最大数量,即一个TDMA网络可以撑持的数值。

  1.5 微控制器

  无线传感网络能够撑持的最大无线传感器的数量取决于所抽样的工夫距离(SI)。一旦适宜的工夫距离当选定(基于输入的扭转速率),使用公式(1)确定节点的数目和TDMA时隙数。

  2 无线传感器网络

  

汽车无线传感器网络的研究与构想

  操作温度传感器作为感应器,假如必要一个1 s的采样距离,那么主节点可以办理的最大节点数为1 400(10.714 ms的TM)主节点已经到达10ms,如图5(b)所示。

  以上只是说明了单个无线传感器的设想。然而,在实际的汽车测试环境中,还必需思考有多少个传感器在同时工作,有多大量的数据必要传输。

  

汽车无线传感器网络的研究与构想

  在本节中钻研了无线感应器的传输协议,并表白该设想可以到达相对较高的空间分辨率(大于1 000个节点规模的汽车)。但是,假如传感器耗电量过快,就必要按期更换上千个电池,这样一来,实际上是限制了空间分辨率。因而,这就必要思考无线传感器网络的生命周期。

  (b)

  定义:NP=数据包中的数据位号=240;MB=丈量尺寸(位数)=16;SIl=采样工夫距离(用户自定义单位:秒);SN=传感器数量(用户自定义 单位:秒);TT=使用TDMA协议时,每个收发器所需最小工夫=5ms;MT=MCU办理每个数据包所必要的最小工夫=10ms。

  (a)

  图5 温度传感器两种采样距离与信源数目比照

  假如每一个TA传感器传送一个数据包,那么每一个传感器可以取得一个时分多路复用的工夫窗。为了准确计算工夫槽的大小,距离工夫必需除以网络的节点数。1 000转换为毫秒如下:

  TA=均匀传输工夫距离;TM=每个主传感器在TDMA协议下传输和办理的均匀窗口工夫(单位:毫秒);

  两个收发器240位射频数据包,接纳十五个16位的数据包(3位配给具有5通道的A/D转换器,10位配给感测数据,3位剩余)。10 ms的窗口工夫足够接管器办理单个数据包,最小的TDMA也要5ms的距离。

  

汽车无线传感器网络的研究与构想

  

汽车无线传感器网络的研究与构想

  传感器按采样工夫距离率每采样15次将发送一个数据包,均匀传输工夫距离是这样的:TA=SP*SI。

  基于以上定义,以下数据可以计算的变量为:

  对微控制器芯片选择Atmel ATmega88,因为它具有低功耗,还有待机形式和主动形式的快捷转换功能,所以无线传感器能够在十分短的工夫完成数据的丈量和传输;它有一个内置的掉电检测电路,可用来揭示用户传感器网络电池能否必要更换;它还有一个内置的A/D转换器,可以将传感器的模拟信号转换成具有10位数字值的数字信号(零代表0 V,210-1代表电源电压和最大可能电压)。