传感器网络中的节点能耗监测软件设计与实现摘要：为了存效延长节点工作寿命，设计一种新型的传感器网络节点能耗监测软件。传感器网络节点能耗监测系统的硬件主要由FPGA和控制板组成，所设计的软件将针对二者的工作流程进行控制。FPGA使用软件给出的采集程序和节点能耗识别码，进行传感器网络节点能耗数据的持续采集和模数转换。被转换成数字信号的节点能耗数据将被采集程序封装并传输到控制板。控制板根据数据读取流程对封装数据进行重构，获取完整的节点能耗数据并进行解析，给出节点能耗调节建议，实现对传感器网络节点能耗的监测。经实验验证可知，所设计的软件监测距离较远、传感节点工作寿命延长性能颇佳。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研宄使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。关键词：传感器网络；节点能耗监测；软件设计；数据采集：TN931+3?34；TP393文献标识码：A：10047373X(2017)12?0053?03Abstract:Anewsoftwarefornodeenergyconsumptionmonitoringinsensornetworkwasdesignforprolongtheworkinglifeofthenode.ThehardwareofthenodeenergyconsumptionmonitoringsystemforsensornetworkismainlycomposedofFPGAandcontrolboard.ThedesignedsoftwarecontrolstheworkingprocessofbothFPGAandcontrolboard.FPGAcarriesoutcontinuousacquisitionandanalog?to?digitalconversionofnodeenergyconsumptiondatainsensornetworkbymeansofthecollectionprogramandthenodeenergyconsumptionidentificationcodegivenbythesoftware.Thenodeenergyconsumptiondataconvertedintodigitalsignalispackagedaccordingtothecollectionprocedures,andtransferredtothecontrolpanel.Thecontrolpanelisusedtoreconstructtheencapsulateddataaccordingtothedatareadingprocesstoobtainandparsethecompletenodeenergyconsumptiondata,andthengiveoutsomesuggestionsaboutnodeenergyconsumptionadjustmenttorealizethemonitoringofenergyconsumptionofsensornetworknodes.Theexperimentalverificationresultshowsthatthedesignedsoftwarehasremotemonitoringdistance,andcanprolongtheworkinglifeofsensornodes.Keywords:sensornetwork；nodeenergyconsumptionmonitoring；softwaredesign；dataacquisition0引言近年来，随着学术界对传感器网络研究的逐渐加深，传感器网络己被广泛应用于温湿度、城市光污染、速度和压力等方面的探测中，对改善居民生活方式、增强企业效益具有重要作用。在未来，传感器网络的应用将会更加广泛［1?3］。在国家大力提倡节能的当今社会，学术界开始关注到传感器网络中的节点能耗问题。在以往设计出的传感器网络节点能耗监测软件中，由于受到传感器网络中庞大的节点规模限制，软件的监测距离较短，并无法有效延长节点工作寿命，高性能的传感器网络节点能耗监测软件仍待开发［4?6］。1传感器网络中的节点能耗监测软件设计1.1FPGA软件设计采集程序利用规格为50MHz的看门狗计时器为FPGA的采集工作计时，这种计时器能够为FPGA提供0.02us的采集间隔。也就是说，加入50MHz看门狗计时器的采集程序能够使FPGA每隔0.02us便采集到一个传感器网络节点能耗数据。这种采集工作的效率非常高，为了避免效率过高造成的节点能耗数据丢失和乱码情况，所设计的采集程序将对节点能耗数据进行数据封装，具体封装格式于表1中给出。由表1可知，一个传感器网络节点能耗数据的字节共有16位，所设计的采集程序将这16位字节分成4段。封装时，在每段字节的前面放置2位特定字节、后面放置6位计算字节。当需要提取被封装后的传感器网络节点能耗数据时，应先对其进行逆向字节删除，再重构4段字节，即可获取FPGA采集到的、完整的节点能耗数据。节点能耗识别码的作用是:保护FPGA采集到的节点能耗数据免受网络入侵，维持数据的自身完整性和传输穂定性，图1为节点能耗识别码写入原理图。由图1可知，传感器网络节点能耗监测软件所提供的节点能耗识别码包括复位码、计时码、A...