[发明专利]一种无线传感器组件及TDMA自组织网络实现方法

摘要

本发明提供一种无线传感器组件及基于无线传感器组件的TDMA自组织网络实现方法，在网络的每个节点中配置该无线传感器组件，TDMA自组织网络实现方法包括步骤1、确定TDMA自组织网络的时隙，每个无线传感器组件配置一个时隙，每个时隙包含三个节拍；步骤2、确定TDMA组网发起节点；步骤3、对TDMA自组织网络进行时隙同步。本发明采用互同步方法，时隙同步从帧同步的发起节点开始，各节点的帧起始时刻向其对齐，直到网内所有可达节点的帧起始时刻和发起站对齐，从而完成对齐过程。所组建网络的时隙同步进度高，可达5微秒，并且采用互同步方法，使得各个节点的时钟相互控制，不依赖于某个节点，具有较强的抗毁性，可适应动态变化的网络拓扑结构。

主权项

一种基于无线传感器组件的TDMA自组织网络实现方法，在网络的每个节点中配置无线传感器组件，其特征在于，所述无线传感器组件包括微处理器以及分别与微处理器连接的信号采集模块、无线传输模块、地址编码模块、串口模块；所述信号采集模块包括至少一个传感器，用于采集数据并将所采集的数据传输至微处理器；所述无线传输模块包括一无线收发芯片nRF905和一增益用天线，该无线收发芯片nRF905通过SPI总线与微处理器之间通信，并发送数据接收完成信号和数据发送完成信号给微处理器的外部中断引脚以提供中断信号；所述地址编码模块与微处理器的I/O脚连接，用于提供地址编码；所述串口模块的一端与微处理器的TXD脚和RXD脚相连，另一端与外部PC连接，用于输入输出信号的双向电平转换；所述TDMA自组织网络实现方法包括以下步骤：步骤1、确定TDMA自组织网络的时隙，其中：每个无线传感器组件配置一个时隙，每个时隙包含三个节拍，首先在时隙的第一节拍完成无线传输模块从接收到发送状态的转换，并准备好要发送的数据；然后在第二节拍到来时立即启动无线传输模块进行发送，并在该第二节拍内完成数据发送；最后在第三节拍再把发送状态转为接收状态，且接收数据的节点在此节拍进行数据处理；步骤2、确定TDMA组网发起节点，其包括以下过程：步骤2‑1、一节点的无线传感器组件在启动后侦听来自其他节点发出的同步信息，若在规定时间内没有侦听到同步信息，则认为附近没有可以与其通信的节点，该节点作为发起节点发起组网，按下述步骤3‑1周期性地向外发同步信息；步骤2‑2、如果步骤2‑1的节点在规定时间内侦听到同步信息，则按下述步骤3‑2进行时隙同步，完成初始同步组网；步骤2‑3、发起节点在发送完同步信息后，统计网内的节点情况，如果没有统计到任何网内节点的信息，则应认为同步失败，退回步骤2‑1，重新开始同步过程；步骤3、对TDMA自组织网络进行时隙同步，其包括以下过程：步骤3‑1、发起节点在其第二节拍的起始时刻T0启动同步信息发送，在第二节拍尚未结束的T1时刻同步信息发送完成；步骤3‑2、接收节点在前述T1时刻完成同步信息的接收，同时产生接收中断；步骤3‑3、计算出发起节点的第二节拍的剩余时间ΔT，ΔT＝T‑(T1‑T0)，其中T为节拍周期；步骤3‑4、接收节点调整自身的定时器的定时时间为T+ΔT，在下一个定时器中断到来的时刻T3与发起节点的节拍同步。