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基于低功耗蓝牙的无线体域网硬件设计与实现

赵利英  
【摘要】:随着低功耗无线通信方式的发展和片上系统的开发,在身体上部署大量的微型智能传感器节点用以监控人体的各种信息已变为可能。无线体域网就是将这些传感器节点植入体内或者放置在身体的表面,收集重要的生理的和非生理的数据,将这些收据通过无线的方式传送至系统数据库进行数据存储、处理、分析,在必要时采取措施进行系统的诊断。 体域网的工作区域是身体,具有一定的局限性。在设计无线体域网网络传感器节点和汇聚节点时需要考虑诸如灵活性、实用性、扩展性等很多因素。基于以上因素的考虑,本文所设计的系统具有以下特点: 一、功耗低。低功耗蓝牙技术是由蓝牙技术联盟最新推出的,与传统蓝牙技术相比,低功耗蓝牙技术将原有的空闲状态代替为休眠状态,广播信道也变为3个,大大降低了蓝牙的功耗。 二、灵活性强。市场上很多手机开始集成低功耗蓝牙技术,能够很好地与智能传感器进行连接,不必受限于固定的场合,灵活性的加强能推动体域网的普及。 三、成本低。系统选用的CC2540芯片是一个真正的片上系统,只需要极少的外围设备就可以正常工作,而且一包有2500个的芯片只需要9美元左右。 本文的主要研究工作如下: 一、对市场上三种流行的无线通信技术进行了比较,并将低功耗蓝牙技术与802.15.6标准进行了两个方面的对比,从理论上得出低功耗蓝牙也适应于体域网组网的结论。 二、在硬件和软件设计方面,针对不同功能的传感器节点,按照其使用说明书制作了其电路图,编写了传感器节点采集数据的程序代码,设计了体域网的系统结构以及工作流程,设计了汇聚节点与上位机和智能手机进行通信的工作流程,完成了源代码的编写。 三、在硬件实现方面,实现了传感器数据的采集工作,并将采集到的数据传送至上位机和智能手机,用实际结果验证了系统的可行性和成功性。


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