無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )3G網(wǎng)關(guān)的設計與研制

結合無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )周期性休眠喚醒的特點(diǎn)，采用簡(jiǎn)化的發(fā)送和應答機制，即簡(jiǎn)化的T-MAC協(xié)議。網(wǎng)關(guān)先偵聽(tīng)載波，當信道空閑時(shí)，向所有的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)發(fā)送同步幀，各節點(diǎn)接收到同步幀后根據同步幀的信息修改自身時(shí)鐘，并向網(wǎng)關(guān)發(fā)送應答信息，達到整個(gè)網(wǎng)絡(luò )同步的目的。然后網(wǎng)關(guān)進(jìn)入接收數據狀態(tài)，接收所有節點(diǎn)發(fā)送的數據，進(jìn)行數據轉換，通過(guò)WCDMA網(wǎng)絡(luò )傳輸給上位機，之后網(wǎng)關(guān)進(jìn)入睡眠模式，如此循環(huán)反復。
隨著(zhù)時(shí)間的推移，時(shí)間同步誤差的增加，網(wǎng)關(guān)和節點(diǎn)可能出現失步，所以需要周期性地發(fā)送時(shí)間同步信息，保證網(wǎng)關(guān)與節點(diǎn)時(shí)間同步誤差不累加。

3 實(shí)驗結果與分析
3．1 無(wú)線(xiàn)通信距離測試
無(wú)線(xiàn)通信距離是網(wǎng)關(guān)性能的一個(gè)重要方面，其大小取決于射頻模塊的發(fā)送功率，兩者成正比。nRF905具有發(fā)射功率可選功能，分別為-20dBm，-2dBm，6 dBm和10 dBm。本測試分別在室內，空曠平地和有遮擋物和坡度的草坪上以不同的發(fā)射功率測試網(wǎng)關(guān)無(wú)線(xiàn)通信距離，射頻設定在433 MHz頻段，工作電壓為3．2 V。由節點(diǎn)周期性的向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數據，當網(wǎng)關(guān)接收到數據時(shí)，再由網(wǎng)關(guān)向節點(diǎn)發(fā)送數據。當雙方實(shí)現正常通信時(shí)，用精度為0．01 m激光測距儀測量網(wǎng)關(guān)與節點(diǎn)之間的直線(xiàn)距離，分別測量20次，最后取其平均值。測量的結果如表1所示。