无线传感器网络多跳路由Demo
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资料版本 V2.0
归档时间 2006年 2月16日
宁波中科集成电路有限公司无线传感器网络事业部为您提供无线传感器网路方面全方位的技术支持,包括自主开发的GAINS系列节点和各种配套的后台软件,希望我们的产品为您的学习和研究带来方便.
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前言
本文详细介绍如何使用GAINS节点和我们开发的多跳路由协议的代码实现无线通讯功能的过程.涉及到avr单片机的编译器winavr,烧写软件avr studio以及avr系列单片机的烧写器,本文介绍如何使用avr studio 和烧写器将winavr编译后产生的hex文件存入单片机flash的过程.这个过程完成以后,就可以组织一个多跳的网络,通过SNAMP后台可以看到网络的可视化效果.

GAINS系列节点介绍
GAINS系列节点是专门针对无线传感器网络的应用设计的一个硬件平台,包括GAINS1,GAINS2,GAINS3,GAINSU以及最近开发的GAINZ,其中GAINZ节点是一款针对Zigbee协议设计的硬件平台,使用的是2.4G的频率,其它的节点都是采用433M的载频,GAINS3节点是GAINS1和GAINS2版本的完善版,而GAINSU系列则是GAINS3的一个补充版本,主要区别是将GAINS3的串口改为usb口,这主要是考虑到有些主机没有串口(比如笔记本电脑),无法通过串口收集传感器网络数据.GAINS系列节点被清华大学,北京大学,浙江大学,北邮等高校普遍采用,现在在市场上比较受欢迎的是后面3种.

多跳路由程序功能
我们提供的多跳路由程序(相关的hex文件可以从我们的主页上下载)的Demo实现的是一种自组织的网络结构,具体来说就是只有一个主节点,即Sink节点,该节点负责和主机的通讯,我们提供的是通过串口通讯的Demo.所有的节点定时维护自己的路由表,并且将自己的路由信息广播出去,数据按照路由表完成转发,并且最终到达Sink节点.我们提供的多跳路由的Demo一共提供了10个hex文件,编号为2.hex到9.hex以及Sink.hex,它们都是源代码通过编译器winavr编译后得到目标文件,是可以向单片机的flash中烧录的文件.文件的数字编号代表各自的地址号码,运行SNAMP后,后台根据各个节点的地址编号来处理一些数据,Sink节点单独列出.
Hex文件的烧入过程
Hex文件的烧入过程需要使用AVR JTAG烧写器和avr studio 烧写软件,以GAINS—3为例让我们先看一下要用到的各种器件,如图1所示.
图 一
串口线一端和主机的串口相联,一端和编程器的串口接口相联,9V直流变压器负责给编程器供电,数据线一端和编程器的数据线接口相联,一端和节点的JTAG相联,这里要注意两点:首先数据线是有方向的,对编程器来说由于上面留有一个特殊的小槽,使得数据线只有可能按照正确的方式插入,这里还是说明一下,数据线的带红色的一边在远离编程器的指示灯一侧,对于节点来说带红色的一边应该在远离天线的一侧;其次就是关于编程器的设置问题,在编程器的指示灯和数据线接口之间有一个小的开关,要仔细才能看到,开关下面有两个选项,分别是ISP和JTAG选项,它们代表的是两种不同的烧写模式,我们需要选择JTAG模式,可以将开关拨到数据线接口一侧.连接好后的效果图如下图所示.
最后需要说明一下的是传感器子板的正确插入方式,如下图所示:
形象的描述一下就是有元器件的那一边朝向串口接口,插入子板时要注意和下面的针脚对齐,不要错位.
到这里一些准备工作基本完成,硬件平台已经搭建完成,下面就可以通过avr studio软件向节点烧入程序了.首先我们介绍一下该软件的界面,该软件启动后会出现一个欢迎界面,并且会显示最近使用过的文件或工程以供用户选择,我们选择Cancel.接着我们就进入了该软件的主界面,在该界面下我们就可以开始我们的烧写过程了.
首先要保证硬件的连接正确无误(现阶段传感器子板可以不插,传感器子板主要在使用时用来采集数据的),编程器的电源要接上,节点的电源开关也要接上,由于编程的时候节点上面使用的单片机的Flash是由节点自己供电的,后面一点一定要保证,否则会检测不到节点的JTAG而导致烧写失败.下面将烧写的步骤详细列举出来,供大家参考.

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