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多种无线通信方式自组网及自愈特性测试分析论文0引言无线传感器网络(WSN，WirelessSensorNetwork)由分布在有效区域内具有通讯功能的大量传感器节点组成，通过无线方式自组织形成网络系统，节点采集信息并通过无线网络逐级传送到监控中。ZigBee是一种介于IEEE802.11无线局域网与蓝牙技术之间的无线通信网络协议，是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的有关组网、应用和安全方面的通信技术[1]。ZigBee为用户提供了一个低成本、低功耗、低复杂度、适中的数据传输速率、高容量以及短距离通信等特性的技术平台。依据该平台，客户通过创造性的研发工作，根据具体任务要求设计硬件系统和配备相应的软件，就可以出色完成很多任务。1承载信息获取通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统，要使其协同工作实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同语言。交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵循互相都能接受的规则，这个规则就是通信协议。无论何种协议，本质上都是一种人为的规定，在计算机科学中，需要通过代码将这些协议实现并编译烧进通信模块中。WiFi模块的主芯片中烧写了WiFi协议栈以及TCP/IP栈的二进制代码，ZigBee模块上的CC2530烧写了ZigBee协议栈(也就是Z-Stack协议栈)，而433MHz无线节点的主芯片上没有烧写任何协议相关内容，所以称之为无协议通信模块。无协议通信模块只是简单地将要发送的字节调制到通信模块的无线电频道上(本实验设置就是433MHz)，与此同时，将周边无线电环境中433MHz这个频率上承载的信息解调获取。2自组网与自愈网性质自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等;作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议开销，以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。自组网在同种类型的通信(包括无线和有线)模块完成了初始化的角色定位后，无需再确定从属关系便可自动形成通信网络的性质。对于不同模块有不同的角色分配，WiFi模块有AP和Client之分，ZigBee模块有协调器、路由器和终端节点之分，433MHz模块有主机和从机之分。自愈性就是当一个原本健全的通信网络中，通信主机(WiFi网络的AP点，ZigBee网络中的协调器和433MHz网络中的主机)挂掉时，原本接入该主机的从机是否具备自己检测到问题并及时连入周边其它主机的能力。本实验中，将对比这3种无线通信模块的自组和自愈性能。3无线通信网络测试3.1WiFi网络的自组自愈性测试数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，当环境温度在-25℃～+85℃之间变化时，频飘仅为3ppm/度，特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统[3]。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1，这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用PT2262或者SM5262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至数据模块的输入端即可。数据模块采用ASK方式调制，以降低功耗。当数据信号停止时，发射电流降为零，数据信号与发射模块输入端可以用电阻或者直接连接，不能用电容耦合，否则发射模块不能正常工作。数据电平应接近数据模块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。发射模块最好能垂直安装在主板的边缘，应离开周围器件5mm以上，以免受分布参数影响。模块的传输距离与调制信号频率及幅度、发射电压及电池容量、发射天线、接收机的灵敏度及收发环境有关。一般在开阔区最大发射距离约800m，在有障碍的情况下，距离会缩短。由于无线电信号传输过程中的折射和反射会形成一些死区及不稳定区域。因此，不同的收发环境会有不同的收发距离[4]。在进行WiFi网络测试时，把客户端(Client)接入某个WiFi网络(某个AP点)，实验中必须为其制定WiFi网络的SSID，如果该WiFi网络设置了加密规则的话，还要配置正确的密码才能最终接入该WiFi网络，所以，WiFi协议或者说WiFi模