基于IPv6的无线高原冻土监测系统
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MC13224是专为无线传感器网络节点设计的低功耗系列产品，具有3种可以单独选择的功耗模式，其中有可供选择的低功耗休眠模式，休眠电流都在纳安级，而且支持2～3．6 V的工作电压，使其在电池供电的设备上具有优秀的功耗表现。通过软件编程可在需要时调整功耗模式以达到最佳的功耗性能，特别是MC13224在其掉电模式(Power Down)下工作电流仅为500 nA，并能通过外部高精度32．768 kHz的晶振精确控制其睡眠时间。
2．1．2 传感器接口设计
传感器有4种，分别是土壤水分传感器、温度传感器、二氧化碳传感器和氮气传感器。传感器电源可以通过开关三极管和MCU进行开关控制以达到节能的目的。
4种传感器的响应时间都大于150 ms，远大于MC13224内部集成的ADC最小采样时间，所以3个传感器完全可以共用一个采样通道。在此，将传感器设置在通道1，其参考电压设置为VREF=0 V，VREF+=2．5 V。这样可以使得A／D采样的数据更加精确。
2．1．3 射频接口设计
MC13224内部集成了2．4 GHz IEEE 802．15．4标准的射频收发器，具有出色的接收灵敏度和抗干扰能力。其可编程输出功率为+4dBm。只需要极少量的外部元件就可以完成无线收发功能。图3为MC13224的射频天线接口。为了方便开发，同时设计了PCB微带天线和SMC接口的外置天线。E1为PCB微带天线，J1为外部天线接口。
3 汇聚节点设计
汇聚节点是传感器网络和监控中心进行数据交换和相应监控中心指令的核心，其功能主要是通过无线传感器网络接收来自于传感器节点的数据和向传感器节点发送采集指令；同时实现监控中心双向GPRS和SMS通信的功能。汇聚节点的硬件结构如图4所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/161074.htm
3．1IPv6无线传感器网络
IPv6无线传感器网络设计主要实现IPv6协议的核心部分，即报文的分片、重组、报头压缩和地址自动配置；网络拓扑采用最简单的星型结构。由于TCP要求三次握手，在无线环境中传输效率较低，因此不适合IPv6的传输要求。本设计主要采用UDP，ICMP的报文交互通信。新的TinyOS2．0系统能够支持IPv6系统。这里使用TinyOS2．0系统作为WSN的操作系统平台。
TinyOS是一个开源的嵌入式操作系统，是由加州大学的伯利克分校开发研制的，主要应用于无线传感器网络方面。其程序采用的是模块化设计，其核心程序往往都很小，一般的核心代码和数据大概在400字节左右，能够突破传感器系统存储资源少的限制，让TinyOS有效地在无线传感器网络上运行并执行相应的管理工作。在TinyOS下实现IPv6无线网络UDP数据包接收和发送流程略——编者注。
3．2 GSM／GPRS模块
目前GPRS实际数据传输速率在50kb／s左右，完全能满足系统数据传输速率的需求。GPRS传输功耗小，适合野外供电环境。虽然要与远在千里的监控中心进行双向通信，但是GPRS传输设备工作时只需与附近的移动基站通信即可。其整体功耗与一台普通GSM手机相当，平均功耗仅为200 mW左右，小于传统数传电台。因此GPRS传输方式非常适用于在野外使用太阳能供电或蓄电池供电的场合。GPRS模块的使用需要先对串口和模块进行初始化，利用协议将数据通过GPRS网络进行传输。
3．3 MCU在系统中的网关功能
网关的主要作用是协议转换。MCU网关功能的具体实现过程是系统在MC13224中完成对IPv6数据的解包，将有效数据通过UART接口传给MC35进行GPRS封装，再将数据通过GPRS网络传给监控中心。
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