车载无线传感器网络监测系统设计

4 测试与验证

4．1 组网测试

测试设备：4个MCl3192 ZigBee芯片节点，1个作为网关节点，其余3个作为传感器节点。
测试方法：网关节点上电后，4个LED同时点亮，扫描信道如果搜索到空闲信道后，LED熄灭并加入空闲信道等待。传感器节点上电后，4个LED在扫描信道的同时，轮询点亮。当网关节点收到传感器节点的Beacon帧后，LED1闪烁一次；当传感器节点收到网关节点的分配地址后，LED1也闪烁一次。至此，组网过程和地址绑定过程完成。

4．2 ZigBee射频通信测试

测试设备：ZigBee节点4个，计算机终端1台。

测试方法：根据ZigBee传输的帧格式，实际传输总字节数为(n+6)，即(n+6)个字节为一个数据包。根据设定的软件参数，如有数据包丢失则丢包数加1。若接收到数据包，则接收数据包数加1，然后与发送数据进行比较，若数据正确则正确包数加1，反之错误包数加1。最后统计数据结果，就可以知道数据的丢包率和误包率。4个节点组建一个ZigBee网络，其中1个作为网关，其余3个节点作为传感器节点。编写程序设定：3个节点均与网关通信，计算机终端与网关通过RS232相连，终端设备软件记录从3个节点接收数据的情况，节点工作在2．4 GHz频段下，传输一个字节的数据，循环发送100次。最后取得3个节点的测试平均数作为数据结果进行分析。星形网射频通信误码率测试结果如表1所列。

实验分析：在星形网络中进行数据传输，测试结果明显差于单点对单点传输方式。这主要是因为，在传输过程中节点之间存在一定的频率干扰和其他干扰。

4．3 功耗测试

在系统工作状态和休眠状态下，分别使用万用表测试网关节点和传感器节点的功耗情况，测试结果如表2所列。


结语

本文分析了IEEE 802．15．4和ZigBee协议，结合通信系统和嵌入式系统的一般开发原则，在μC／OS-II操作系统上实现IEEE802．15．4协议，选择合适的软硬件平台，着重于软件支撑平台的构建、软件总体结构设计以及通信协议栈的实现，最终实现了一个符合ZigBee规范的车载星型无线数据采集网络。该系统具有以下的优势：

①系统安装方便。无线互连使得设备安装位置灵活，同时满足了系统安装的自动化要求。人们只需要把设备上电就可以了。该车载网络系统能够自动完成网络的配置。
②可扩展性。把设备放在车载网关的覆盖范围以内，打开设备电源，节点将自动加入网络。
③网络自我修复能力。如果网络中某个设备出现故障，车载网关能够自动监测到，发出指令将该设备复位并重新入网。