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2.6 Telos节点
15-07-27    下载编辑
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本书介绍了无线传感器网络的基本概念、硬件构成、网络协议栈、操作系统、中间件、定位技术、安全策略、数据管理、同步等内容,并给出了典型无线传感器网络的工作机制,通过两个案例进一步说明了无线传感器网络相立即去当当网订购

Telos系列节点(如Telos?B)是一个被广泛使用的传感器平台。与Spec不同,Telos没有把设计集成在硅片上,而是采用了带硬件加速引擎的COTS部件组成了一个高功效的系统。表2-7总结了不同节点的主要特点。



在对比了Atmel、Motorola 和Microchip的CPU性能后,Telos的开发者选用了MSP430 CPU。它具有以下优点:

1)无论在睡眠还是活动状态下,它的功耗都是最低的(参见表2?7)。

2)能够承受最低1?8V的工作电压。能够在低电压下工作,就可以尽可能充分地获取电池电能。普通AA电池的截止电压为0?9V。Telos节点使用2支AA电池,则系统的截止电压为1?8V,这与MSP430要求的最低电压基本相同。如果使用其他的CPU,比如ATmega128 MCU(Mica系列),它最低能在2?7V下工作,这最多能够获取AA电池电能的50%。

3)前面已经介绍过快速唤醒机制有助于节能。从表2?7中可以看出,MSP430有着最快的唤醒时间,从预备状态(1μA)切换到活动状态最多仅需6μs。

4)从存储器的角度考虑,如表2?7所示,MSP430的片上RAM是最大的(10KB),这有助于片上信号的处理。大容量的RAM支持更高级的应用。

从无线通信的角度考虑,Telos具有如下特点:

1)使用了IEEE802?15?4标准。这样一个标准化的无线通信使Telos可以与其他厂商生产的无线设备进行通信。

2)使用了Chipcon CC2420无线收发器。它使用2?4GHz RF波段,采用O?QPSK(偏移四相相移键控)调制方式和直接序列扩频方式(DSSS),数据速率达250kbps。这样的高数据速率(其他节点通常小于150kbps)缩短了工作时间,有助于降低能耗。

Telos节点可以通过板载的USB进行编程以及供电。


考虑到便捷式计算机通常只有USB端口,所以USB比RS232串口接口更适用。

Telos节点有一个开关按钮,一个重置按钮和一个16针脚的IDC扩展头。重置按钮被按下后,会产生一个不可屏蔽的重置信号,使节点重新执行任务,也可以用开关按钮代替。开发者还可以在16针脚IDC扩展头上扩展I2C和UART,与Mica型传感器电路板相连[JPolastre04]。

在很多情况下,需要硬件写保护措施来保护存储器中完整的程序,这样还可以阻止一些先进的节点在使用远程编程时可能出现的写错误。Telos是第一个为外置存储器提供硬件写保护功能的节点。在插入USB接口后,写保护措施自动失效,当使用电池供电时,存储器是被写保护的。

此外,Telos节点还有一些带独立开关的子电路。如果检测到有故障发生,那么就可以关闭子电路而不是整个系统。这种电路保护的想法来源于大鸭岛[RSzewczyk04]实际的无线传感器网络应用。在大鸭岛的应用中,小部分的电路故障会造成整个节点的故障。如果检测到这些故障,切断部分电路板的电源有助于保护整个系统。

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