1引言　

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)生活中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，傳感器正逐漸向智能化、微型化、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展[1]。目前，國(guó)內(nèi)外主要研究無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的低功耗硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)拓?fù)淇刂坪途W(wǎng)絡(luò)協(xié)議、定位技術(shù)等。這個(gè)設(shè)計(jì)以檢測(cè)超聲波強(qiáng)度的傳感器為例，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)傳感器所檢測(cè)的超聲波強(qiáng)弱來(lái)決定開(kāi)啟或關(guān)閉車(chē)位指示燈，從而判斷是否有車(chē)輛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、短程無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，有著廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)不需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，不需要原先任何固定網(wǎng)絡(luò)的支持，能夠快速布置，方便調(diào)整，并且具有很好的可維護(hù)性和拓展性。
2 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)
　　IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)[2]適用于低速率、低功耗、低復(fù)雜度和短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(WPAN)。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線(xiàn)傳輸過(guò)程中，采用帶沖突避免的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制(CSMA／CA)，支持超幀結(jié)構(gòu)和時(shí)槽保障機(jī)制(GTS)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是星型網(wǎng)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)等網(wǎng)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了3種數(shù)據(jù)傳輸頻率，分別為868MHz、915MHz、2.4GHz。前兩種傳輸頻率采取BPSK的調(diào)制方式，后一種采取0-0PSK的調(diào)制方式。各種頻率分別支持20 kbit／s，40kbit／s和 250 kbit／s的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率，傳輸距離在0m～70m之間。本文中采用的是頻率為2.4GHz的無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊。
3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)
3.1 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)組建
　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)由超聲波傳感器模塊、微處理器模塊、無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊三個(gè)部分組成[3]，如圖1所示。微處理器模塊和無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊集成在一塊板子上，而超聲波傳感器模塊通過(guò)接口與微處理器相連，這樣可以通過(guò)更換不同的傳感器模塊來(lái)應(yīng)用于各種場(chǎng)合。
3.1.1 超聲波傳感器模塊
　　由于超聲波指向性強(qiáng)，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過(guò)超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。為了使汽車(chē)能自動(dòng)避障行走，就必須裝備測(cè)距系統(tǒng)，以使其及時(shí)獲取距障礙物的距離信息(距離和方向)。本文所介紹的三方向(前、左、右)超聲波測(cè)距系統(tǒng)，就是為后臺(tái)工作人員了解其前方、左側(cè)和右側(cè)的環(huán)境而提供一個(gè)運(yùn)動(dòng)距離信息。

圖 1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

圖 2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　SL-SRF-25超聲波傳感器，接上電源，可以單獨(dú)作為超聲波測(cè)距使用，由3位LED數(shù)碼管顯示障礙物距離，3位LED數(shù)碼管采用積木式插裝方式，便于調(diào)試檢查及使用在不同場(chǎng)合。測(cè)量范圍10cm-250cm，測(cè)距小于100cm時(shí)，誤差是1～2cm.，大于100cm時(shí)，誤差是4～5cm。SL-SRF-25超聲波傳感器，還可以指定從單片機(jī)I/O端口上輸出分段距離檢測(cè)信號(hào)。

3.1.2 微處理器模塊
　　處理器模塊選擇美國(guó)加州伯克利大學(xué)的 Mica2 模型節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)板上提供如下功能：433MHz 中心頻率的無(wú)線(xiàn)通信接口，通過(guò)編程可以定制多種功能：能夠提供-20db~10db 多種通信功率；能夠在曼徹斯特編碼方式下提供從 0.3kbps~ 38.4kbps 多種傳輸速率；能夠在 433M 附近設(shè)置多種通信頻率，頻率間隔為 76k。它高速和大容量RAM的特性，為處理數(shù)據(jù)包提供了便利。

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