数字技术与应用
基于精简IPv6的自组网络
刘志国
钟志彬
（安徽农业大学计算机应用技术专业
安徽合肥
230036)
·数字技术·
要1本文介绍了一种简单易实现的基于精简IPv6的自组网络，设计了微型无线传感器节点，选用了低功耗，低价格的
格
ATMEGA16L单片机和数据无线收发芯片nRF905，实现了一种低功耗无线网络，分析了自组网络的体系结构，为进一步研究基于IPv6 的无线传感器网络的其它算法提供了一个非常有价值的参考平台。
[关键词]白组网络
无线传感器节点
[中图分类号]TP393.18
IPv6
nRF905
[文献标识码]A
1引言
近年来随着无线通信、大规模集成电路、传感器以及微机电系统(MEMS)等技术的飞速发展，无线传感器网络(WSN)也得到了很大的发展，并以其低功耗、低成本，分布式和自组织的特点使无线传感网络得到了替及。无线传感自组网络是由一些功耗低、体积小的传感器节点，以无线通讯的方式自组而成的一个网络，这分敏的节点能够在一定范国内协作地实施监测、感知、采集和处理周图环境信息，他们之间通过一定的网
体能用品
teter
RMAEO
图1自组网的网络体系结构
就 a0
亨
[文章编号]1007~9416(2010)030012-02
络组织协议，协同合作完成特定的任务，
2体系结构
典型的自组网络系统结构包括多个无线传感器节点(Sensornode)、汇节点(Sink node)、互联网和用户终端设备等，无线传感器节点通过特定的白组织协议快速形成一个无线通信网络，每个无线通讯网络都有一个汇节点，它既可以发送或接收数据，也可以充当信息的路由者，无线传感器节点采集的数据通过多次转发面最终到达目的节点。自组织网络的体系结构图如图！所示：
PC通讯模决
JTAG
NRF905附模盟速视快
铁电存储
cpU Memo
A
电通摄块
能多器强债号预处价
图2传感器节点的硬件结构图
文
A
ato
文
宁全
图3射频通信电路接口示意图
12
旁数据应用
Hr
e
其中，无线传感器节点负责采集、处理、压缩数据、中转其他节点的数据包并将数据包发送出去。在不网的应用中，无线传感器网络节点的结构不尽相同，一般由数据采集单元、数据处理和控制单元、无线通信单元、与PC通信单元和供电单元等组成。
3无线传感器网络节点硬件设计
相对于传统网络节点，无线传感器网络节点具有明显的技术特点：（1）网络节点密度高，数量大：（2）节点的计算和存储能力有限；（3）节点体积微小，通常携带能景十分有限的电池，节点能景有限，（4）通信能力有限，传感器网络的通信带宽较窄，节点间的通信单跳距离通常只有几十到几百来，因此在有限的通信能力下，如何设计网络通信机制以满足传感器网络的通信是必须考虑的间题；
由于无线传感器网络节点具有以上特点，在节点的设计上，要求节点硬件设计必须低成本，低能耗、支持多跳的路由协议。其硬件结构图如图2所示。
该无线传感器节点的硬件结构由五个主要部分组成：微处理器模块、射频通信电路(RF)模块。传感器模块、电源模块，铁电存储模块和与PC的通信模块。其中处理器模块选择的是AVRATMEGA16L单片机来进行控制电路的设计，其原因主要是该单片机具有以下特点：速度快，性价比高、低功耗，带有同步串行接门SPI。
3.1射频通信电路(RF)模块
射频通信电路模块是决定无线传感器网络系统性能好坏的一个因素，300M-3GHz UHF频段的无线电波具有很强的直射、绕
反射以及抗十扰能力强等特性，所以很附，
适合应用于无线传感器网络。
本系统的设计目标是低成本，低功耗，外形小巧、简单易于实现，同时传感器网络主要用于传输传感器数据或者控制信号，因此对传输带宽的要求并不高。本系统采用的是比较符合实际应用需求的ISM频段的短距离射颠技术，并且由于此类ISM射频模块--般不含协议栈，也给传感器网络新协议的设计和测试带来了方便。经过调研，市面上常见的射频模块性能比较如下：
综合以上考，系统最终选择了部威 Nordic公司新推出的单片射频收发芯 nRF905，与其他类似芯片相比，nRF905功耗较低，工作电压低至1.9~3.6V，以-10dBm