telos使超低功耗无线研究成为可能

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1、Telos：使超低功耗无线研究成为可能图1：Telos——采用IEEE802.15.4标准的超低功耗无线摘要：我们讨论一种超低功耗无线传感模块一一Teloso它是加州大学伯克利分校最近开发的，用于无线传感器网络的研究。这是一个在以前远程时代基础上的新的远程设计。Telos新设计包括三个用于实验的目的：最低的功耗，易于使用，并增加硬件和软件的鲁棒性。我们讨论如何选择和综合硕件组件以实现这些目标。使用徳州仪器MSP430微控制器，Chipcon公司IEEE802.15.4标准兼容的无线射频模块，以及USB,Telos功耗几乎是以往远程平台的十分之一，同时提供更高的性能和吞吐量。它无需编程和

2、支持模块，在试验和测试过程，不需要编程和支持模块。传感收发器I.简介无线传感器网络非常适合应用部署在长寿命、大密度、和低成本屮。不幸的是，目前无线传感器网络平台的建立从商业架构（COTS）组件寿命不超过两年,通过非标准接口交互，并且价格是昂贵的，难以利用实验，开发，测试，和发展。在本文中，我们介绍的设计Telos,最新的无线传感器设备，或“远程”，来自于美国加利福尼业大学伯克利分校。Telos（如图1所示）是一种新的设计，对于进一步研究传感器网络有三个主要目标：比以前的远程时代降低功率运行，容易使用，而且鲁棒性的试验和部署。在Telos设计是基于以下的低占空比原则:节点大部分时I'可是

3、休眠的，但很快就恢复活动，处理完后返冋休眠模式°对于低功耗，待机电流和唤醒时间（时间从睡眠状态过渡到主动模式）必须尽量减少因为主动模式下的传感器网络应用通常是非常小的。Telos提供的不仅仅是通过其集成设计低功耗操作，允许研究屮的一体化的规划，通信，存储和遥感。II.相关工作现有的平台可以追溯到一些设备被称为COTS组建所建SmartDust如图2所示。这些装置建造的，近似能力一个设想SmartDust节点现成的组件。这些设计用于小型8位微控制器（48KB的闪存，512字节的RAM）;一个简单的无线收发器（00K调制在4kbps）和集成传感器（磁强计，加速度计，温度，压力等）。后来设计

4、暴露了定制传感器接口，并允许的可能性远程编程。Mica,于2001年推出，作为一个通用平台，是精心设计的用于无线传感器网络的研究。与前面的设计,它提供更多的内存（4kBRAM和128KB的闪存），广泛的传感器接口（8模拟线，儿个数字IO通道，专用串行总线），和一个非常灵活的无线接口。Mica用RFMTR1000和简单的调制技术。那个无线收发器的原始接口允许低功耗操作和快速开启。在无缓冲，比特级别的无线接口连接到数字的IO引脚，中断，以及SPI总线的主要微控制器；总线时序所控制的CPU时钟。研究人员实施了一系列计划，无线电唤醒，低功耗异步通信，相当高带宽协议（40kHz物理层），和精确的

5、时间同步（1位时间）。该升压转换器提供了一个稳定的电压，但过量使用静态电流。无线通信范围为短期和相对不可靠的。广泛的I/O接口在温度上没有强有力的变化。Mica2,后来的Mica平台，修正许多缺点：该升压转换器被丢弃,而微控制器改为ATmegal28o这样Mica2待机电流降低到约17pA,如果使用外部晶振，系统唤醒需要低达4毫秒。无线电收发器改为Chipcon公司的CC1000,它提供可调频率从300到900MHz的抗噪声FSK调制,无线电的字节级接口和时I'可中断。但有更多的弹性，一个数量级以上唤醒时间。尽管有这些缺点，Mica2和较小Mica2Dot是事实上的无线传感器网络的标准

6、研允平台。Mica2继续发展的Mica家庭：它用CC2420取代了CC1000无线收发器，一个IEEE802.15.4兼容的无线收发器。MoteTypeWeCReneRene2DotMicaNlica2DotMica2TelosYear19981999200020002001200220022004MicrocontrollerTypeAT90LS8535ATmega163ATmega128T1MSP430Programmemory(KB)81612848RAM(KB)0.51410ActivePower(mW)15158333SleepPower(/iW)4545757515Whke

7、upTime(”s)1000361801806NonvolatilestoraseCommunicationRadioTRI000TRI000CC1000CC2420Datarate(kbps)10403&4250ModulationtypeOOKASKFSKOQPSKReceivePower(mW)9122938TransmitPoweratOdBm(mW)36364235PowerConsumptionMinimumOperation(V)