蓝牙传感器网络的设计与实现探索三大关键要素

导语:

在无线传感器领域,采用蓝牙技术构建由固定传感器节点组成的蓝牙传感器网络是研究方向之一,这种网络可以在特定场合中实现信息的采集、处理和发送。无线传感器网络(WSNs)是一种由大量微小设备组成的系统,它们能够根据环境自主完成指定任务。

引言:

WSNs改变了人与自然交互的方式,将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合。2003年,MIT技术评论将其列为改变世界十大新兴技术之一。蓝牙是一种短距无线通信规范,因其工作频段、抗干扰能力和低功耗等特点,被广泛应用于WSNs领域。

1 蓝牙传感器网络构建

整个蓝牙传感器网络由若干个蓝牙传感器节点和监控主机组成,其中,无线传感器节点分布于需要监测区域四周,执行数据采集、预处理和发送;监控主机放置在智能小车内,与所有节点通信。

1.1 蓝牙传感器网络模型

为了直观说明,我们构建了一个基于邻近组网原则的模型。在这个模型中,每两个彼此靠近到一定程度的蓝牙设备可以自发地建立通信链接,以形成微型网(Piconet),其中最多有8个设备连接,并且每个设备都能同时作为发起者或转发者。

2 伝Sensors 节点设计

2.1 传Sensors 节点总体设计

根据具体需求,可以设计出不同的节约方案,但它们共享相同结构:数据处理子系统、数据采集子系统、无线通信子系统和电源子系统。节点结构示意图如图所示。

2.2 伝Sensors 节点硬件设计

主要包括超低功耗处理器及其辅助电路,以及各种必要的傳Sensors 和控制电路。

2.3 电源问题解决方案

为了最大限度节约能源,在节点中的单片机以最快速度执行任务,一旦可能就进入节能模式。在节能模式中,只有硬件看门狗、单片机串口中断逻辑以及蓝牙模块消耗电能。这时,通过动态功率管理,可以有效地降低整个系统能量消耗,并确保长期有效运行。

结论:

本文介绍了一种用于广场环境监测的蓝牙傳Sensors 网络建设方法,并深入探讨了其关键技术,如藍TDOA 定位算法及动态功率管理策略。此外,本文还提出了对未来研究方向的一些思考,为WSN领域提供了参考依据。