浅析无线传感器网络点对点通信的设计和实现

侯珍珍

摘要：随着社会的发展和科学技术的不断进步，计算机科学已经在社会的各行各业中得到了更多的发展和应用。无线传感网络作为计算机科学领域中的一个全新的研究课题，近些年因其广阔的前景而备受业内关注。本文针对IEEE 802.15.4协议标准进行了重点的探索，努力深入的研究了点对点网络在无线传感器中的形成，之后设计了无线传感器点对点网络通信的方法。

关键词：IEEE 802.15.4  点对点通信  传感器节点  无线传感器网络

中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）09-0032-01

无线传感器网络（Wireless Sensor Network），又称为WSN，一般是由部署在监测区域内大量的简洁微型传感器节点通过无线通信技术构成的网络系统，通过无线通信方式形成的一个多连接组织的网络，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的通信，并发送给观察者。并且如今的传感器网络已经与仿生人体器官和塑料电子学并称为当今世界未来的三大重要科技产业，有着举足轻重的地位和研究价值。无线传感器网络的发展是业内一个里程碑式的进步，有必要进行深入的探讨。

1 IEEE 802.15.4标准

IEEE 802.15.4标准是IEEE标准化协会制定的针对无线传感器网络要求来实现的短距离低功耗无线通信技术，用以满足无线个人低速区域网络。该标准是定义在MAC层和PHY层的针对个人无线区域网络的最新标准，在功能和作用上有明确的规定，同时标准中也将低速率传输、低成本以及低能耗等标准作为重点，以期能够在短距离小范围内的低速互联功能中提供统一的标准和规范。

IEEE 802.15.4其实就是一系列的设备组合，这样的一种组合中无线信道能够在这种协议标准下进行一系列的区域活动，这一区域边产生了WPAN网络，并且再这样的网络中，即便RFD间的通信不是直接的，也可以实现通过FFD设备进行信息传递，也可通过FFD设备进行信息的向外发送。与RFD相关联的FFD设备必须是具有通信能力的全功能设备。FFD设备之间可以作为RFD设备的协调器，并且RFD设备能够对FFD设备进行简单的控制，通过少量的数据传输实现资源占用不大的方案传递。

在点对点网络中，所有的设备只需要能够收到彼此的信号即可实现无线直接通信，从而摒弃了其他转发设备，这一过程中尽管依旧需要网络协调器协助完成，但是其功能已经不是转发数据而是被注册和访问控制等功能所取代。网络协调器通过上层规定的协议将信道打开或关闭，从而实现基本功能。

2 点对点通信设计与实现

2.1 点对点通信设计概述

通过传统的网络能够看出，网络的组成包括工作站和服务器，但是当视角转移到网络层和传输层时，服务器和工作站的工作又类似，两者均可通过网络名称或地址来进行替代。点对点通信也可以理解为对等通信。点对点通信中工作站之间进行对话不再需要原来的文件服务器进行中转工作，而是采取了更为简单的方式，这样较传统的通信方法有很多优势，尤其是在操作便捷性和快捷性方面比传统方法强得多。

2.2 点对点通信函数设计与实现

（1）射频初始化函数。在无线传感器网络中建立点对点通信之前，要先进行射频函数调用的初始化，调用响应的函数，通过函数的调用来实现对简单数据协议报的初始化，同样的需要对定时器进行设置，以便在数据包发送之后服务器出现长时间未响应的情况进行终端连接操作。在这一过程中，配置无线部分时始终采用发送状态，通过让其在特定频率下工作来实现CRC值的检查、插入和自动计算等发送需要。（2）发送数据包函数。在无线传感器网络中发送数据包时，也要对相应的函数进行调用，这一过程能够发送最多122长度的数据，对目标地址进行标记，一旦有回应便可设置其为相应的标志，实现后续过程。（3）接收数据包函数。当进行数据包的发送时，要进行相应函数的调用，这一函数主要是接受长度为128字节的数据包，一旦收到数据便可进行DMA的触发，接收后DMA会产生一个中断并运行其他定义函数，实现数据包接收的目的。（4）发送状态函数。当进行点对点通信时，无线传感器网络需对发送端的状态函数预先配置，通过函数表现的状态要在节点等的闪烁中体现出来，一旦数据包发送成功即进行闪烁。（5）接受状态函数。类似的，无线传感器网络在进行点对点通信的时候也需要设置相应的接收端状态，用函数形式表示出来，从而实现调节函数的同时调节控制点，保证控制点能够正常工作，当数据包成功接收时进行闪烁。

3 结语

通信技术现如今已经是当今社会现代化过程中必不可少的重要技术手段，无线传感器网络技术也已经是一种重要的通信技术，并且在发展中有越来越广的态势，同时，通信技术依托无线传感器网络得到迅速的发展。无线传感器网络中的点对点通信是最基本的通信手段，相信在业内的不断研究和拓展下，一定会取得更广泛的应用空间和更大的发展前景。

参考文献

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[4]孙利民等编著.无线传感器网络[M].清华大学出版社，2005.