Mica

感測器節點是無線感測器網路的基本功能單元,它在感測器網路中具有端節點和路由的雙重功能:一方面實現數據的採集和處理;另一方面將數據融合經多跳路由傳送到匯聚節點,最後經網際網路或其它通信網路傳送到觀察者。 在眾多的感測器節點中,最著名的是伯克利大學和CrossBow公司合作研製的Mica系列節點。Mica系列節點包括WeC、Renee、Mica、Mica2、Mica2dot和SPec等。

特性

與傳統的感測器相比,組成無線感測器網路的感測器節點不僅具有信息感知的能力,還具有一定的計算、存儲和通信功能。正是因為感測器的這些特點,才使得感測器網路能廣泛套用在軍事、醫療、災難救助、空間探索等多個領域。

組成

感測器節點基本組成模組有:感測器模組、處理器模組、無線通信模組以及能量供應模組。

•感測器模組:由感測器和模數轉換功能模組或數位訊號處理模組組成。負責監測區域內信息的採集和數據的預處理。

•處理器模組:由嵌入式系統構成,包括CPU、存儲器、輸入輸出接口及嵌入式作業系統等。負責控制整個感測器節點的操作,存儲和處理感測單元採集的數據以及其它節點發來的數據。

•無線通信模組:由無線通信模組組成。負責與其他感測器節點進行無線通信,交換控制訊息和收發採集數據。

•能量供應模組:負責為感測器節點提供運行所需的能量。

其中處理器模組是感測器節點的核心,負責整個節點的設備控制、任務分配與調度、數據整合與傳輸等。

Mica系列節點

Mica系列節點包括WeC、Renee、Mica、Mica2、Mica2dot和SPec等。這些節點的參數對參見表1。

表1 節點參數說明

節點 處理器 射頻晶片 Flash KB RAM KB 傳輸速率( kbps
Mica Atmegal28L TR1000 128 4 115
Mica2 Atmegal28L CC1000 128 4 76.8
Mica2dot Atmegal28L CC1000 128 4 76.8
Mica3 Atmegal28L CC1020 128 4 153.6
Micaz Atmegal28L CC2420 128 4 150

Micaz

Micaz其實是CrossBow設計的支持2.4 Ghz ISM頻段和IEEE802.15.4/ZigBeeTM無線標準的第一代智慧型mote(智慧型微塵)。智慧型微塵是一個很新穎又很有趣的概念:智慧型微塵是指具有電腦功能的一種超微型感測器,它可以探測周圍諸多的環境參數,能夠收集大量數據,進行適當計算處理,然後利用無線通信裝置,將這些信息在微塵器件間往來傳送。例如,我們可以在老年人或病人生活的房間裡布滿各種智慧型微塵感測器,如嵌在人體內的感測器會實時傳送老人或病人的血壓情況,地毯下的壓力感測器將顯示老人的行動及體重變化,門框上的感測器會了解老人在各房間之間走動的情況,衣服里的感測器會傳送出人體體溫的變化。當然,Micaz作為第一代智慧型微塵,其體積還不夠小,無法完全適用於以上示例的套用。

Micaz的微處理器晶片採用Atmegal28L。Micaz上的51針擴展接口可連線模擬輸入、數字I/O、I2C、SPI接口和UART接口。Micaz的無線通信模組使用CC2420晶片。該晶片是最早支持Zigbee通信技術的通信晶片,載波頻率為2.4 GHz,數據傳輸速率最高達到250 kbps,通信距離為60 m~150 m,更適合於室內套用。感測器模組採用ADXL202JE雙軸加速度計,可同時採集兩個軸的加速度。

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