無線傳感網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。傳感網(wǎng)應(yīng)用場合非常廣泛，節(jié)點(diǎn)也可以搭載不同類型的傳感器。當(dāng)節(jié)點(diǎn)自身搭載的傳感器為震動(dòng)、磁傳感器時(shí)，采集到的數(shù)據(jù)量較小，處理簡單，目前的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(如Mica節(jié)點(diǎn))就可以滿足需要。但當(dāng)節(jié)點(diǎn)集成圖像傳感器、紅外傳感器等大數(shù)據(jù)量傳感器對(duì)傳感數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)要求相當(dāng)高時(shí)，現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)受處理及存儲(chǔ)能力的限制無法滿足要求。
本文主要分析在設(shè)計(jì)較高處理及存儲(chǔ)能力傳感節(jié)點(diǎn)時(shí)，如何滿足傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)低功耗和高處理能力間的平衡關(guān)系，并介紹基于OMAP處理器的節(jié)點(diǎn)處理器部分的實(shí)現(xiàn)方案。
1、無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)功耗分析
首先對(duì)節(jié)點(diǎn)各模塊與處理器模塊的功耗關(guān)系進(jìn)行分析。
依照功能，無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在硬件上分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線收發(fā)模塊、供電模塊。
(1)、數(shù)據(jù)采集模塊
數(shù)據(jù)采集模塊通過傳感器采集外界數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。處理器模塊主要是配合傳感器工作，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
(2)、數(shù)據(jù)處理模塊
數(shù)據(jù)處理模塊是處理器的主要工作模塊。在工作態(tài)內(nèi)，處理器模塊的主要工作為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳送。在數(shù)據(jù)處理階段，處理器又負(fù)責(zé)模式識(shí)別、協(xié)議處理以及通信相關(guān)的三類任務(wù)。
在選擇數(shù)據(jù)處理階段的算法時(shí)，應(yīng)考慮功耗問題。在達(dá)到系統(tǒng)要求的情況下，算法應(yīng)盡可能簡化。值得注意的是：選擇簡單的通信相關(guān)算法可能使接收部分的性能下降，只能通過增加無線收發(fā)模塊的發(fā)射能量來補(bǔ)償，使整個(gè)節(jié)點(diǎn)的功耗增加。
該模塊的設(shè)計(jì)原則：①數(shù)據(jù)處理部分軟件盡量簡化;②工作態(tài)和待機(jī)態(tài)功耗應(yīng)盡量降低;③通信相關(guān)的算法會(huì)影響到無線收發(fā)模塊的功耗，應(yīng)整體考慮后再選擇。
(3)無線收發(fā)模塊
由于無線收發(fā)模塊工作時(shí)需要處理器配合，將數(shù)據(jù)與無線收發(fā)模塊交互。因此工作時(shí)間內(nèi)，必須考慮處理器模塊的功耗。
以上分析了無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的各個(gè)模塊在工作態(tài)時(shí)與處理器模塊的關(guān)系。下面利用上述結(jié)論，針對(duì)基于OMAP芯片的節(jié)點(diǎn)處理器的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析。
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