無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的硬件平臺可擴展研究

摘要：為了實(shí)現擴展節點(diǎn)功能、添加硬件部件時(shí)可以在現有節點(diǎn)上直接添加，而無(wú)需設計新的節點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的分布式體系結構采用IEEE 1451．2標準中即插即用的構造方法，并給出具體_的硬件和軟件實(shí)現方法，得到了硬件平臺可擴展的結論。這樣的節點(diǎn)具有完全統一的外部接口和多智能體結構，并且傳感器模塊能夠即插即用，可以在不同應用環(huán)境中，選擇不同的組件自由配置系統。
關(guān)鍵詞：電子數據表；多智能體；即插即用；IEEE 1451．2

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是一種由傳感器節點(diǎn)構成的網(wǎng)絡(luò )，能夠實(shí)時(shí)地監測、感知和采集節點(diǎn)部署區內的觀(guān)察者感興趣的感知對象的各種信息，如光強等，并對這些信息進(jìn)行處理，然后以無(wú)線(xiàn)的方式發(fā)送出去，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )最終發(fā)送給觀(guān)察者，在軍事偵察、環(huán)境監測、醫療護理、智能家居及工業(yè)生產(chǎn)控制等領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的傳統結構主要由處理器單元、無(wú)線(xiàn)傳輸單元、傳感器單元和電源模塊單元4部分組成。具體應用不同，傳感器節點(diǎn)的設計也不盡相同。節點(diǎn)的功能不同，主要是節點(diǎn)韻傳感器單元在變化，傳統的節點(diǎn)具有單一或較少的功能，為了感知更多的物理量，需要節點(diǎn)具有擴展性，來(lái)實(shí)現更多的功能，提出了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的分布式體系結構的設計。該設計借鑒了IEEE 1451．2標準的即插即用思想，使節點(diǎn)具有多智能體結構，各智能體之間用標準接口來(lái)進(jìn)行通信，實(shí)現在一個(gè)節點(diǎn)下多個(gè)傳感器模塊共存，使節點(diǎn)具有多種功能；或直接更換傳感器模塊，無(wú)需新的設計，具備所需要的功能。

1 即插即用思想
IEEE 1451．2標準定義了智能變送器接口模模塊STIM(Smart Transducer Interface Module)，說(shuō)明了它的硬件結構；提出了電子數據表單TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)概念；定義了該類(lèi)變送器的TEDS及其數據格式；定義了變送器與微處理器之間硬件獨立的十線(xiàn)數字接口TII(Transducer Intelligent Interface)及其針腳定義、通信協(xié)議。如圖1所示。

通過(guò)定義一個(gè)標準的智能傳感器接口模塊STIM、STIM和網(wǎng)絡(luò )適配器之間的接口TII來(lái)統一網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器基本結構，通過(guò)制定電子數據表格TEDS在軟件上使不同傳感器的即插即用成為可能，而接口間數據格式和通信協(xié)議的標準化使得數據處理簡(jiǎn)單化。IEEE 1451標準的核心之一就是TEDS，它存儲于STIM的非易失性存儲器中，它是實(shí)現傳感器模塊即插即用的基礎。TEDS由若干字節組成，可以充分描述STIM和傳感器的類(lèi)型、行為和性能屬性等，提供對傳感器及執行器等模型的支持，具有自動(dòng)識別傳感器或執行器的能力。當STIM插入接口時(shí)，傳感器的所有信息可以隨時(shí)得到，從而實(shí)現即插即用。