基于RFID技术的无线传感器网络节点设计
基于无线传感器网络的安全监控系统节点端设计与实现的开题报告
基于无线传感器网络的安全监控系统节点端设计与实现的开题报告一、选题背景近年来，随着物联网技术的不断发展，越来越多的安全监控系统开始采用无线传感器网络技术。
无线传感器网络是由大量分布式的无线传感器节点组成的自组织网络，具有低成本、易于部署和灵活的特点，被广泛应用于监控、环境检测等领域，能够实现对被监测对象的实时监测和控制。
在无线传感器网络中，节点端的设计与实现是实现监测目标信息获取的关键，也是保障整个网络安全可靠运行的重要基础。
因此，本课题旨在对基于无线传感器网络的安全监控系统节点端进行设计与实现，以提升安全监控系统的可靠性和安全性。
二、研究目标本课题旨在设计并实现一种基于无线传感器网络的安全监控系统节点端，主要研究以下目标：1.设计并实现无线传感器节点的硬件平台和软件系统，以实现目标信息的采集和传输。
2.研究无线传感器节点的安全机制，包括数据加密、防攻击等技术，以确保数据传输的安全性。
3.研究节点能耗管理策略，以延长节点的使用寿命，并提高节点的运行效率。
三、研究内容本课题主要研究以下几个方面：1.无线传感器节点的硬件设计与实现本方面的研究重点是设计并实现一个小型化的无线传感器节点，包括选取合适的物理硬件结构和元器件，搭建节点硬件平台，实现节点的基本功能，包括数据采集、数据处理和数据传输等。
2.无线传感器节点的软件设计与实现本方面的研究重点是设计并实现一个高效的无线传感器节点软件系统，包括数据采集、数据处理、数据传输和数据存储等功能，能够提高节点的运行效率和可靠性。
3.无线传感器节点的安全机制的研究本方面的研究重点是研究无线传感器网络中的安全机制，包括数据加密、防攻击等技术，以确保数据传输的安全性，并提高网络整体的安全性和可靠性。
4.无线传感器节点的能耗管理策略本方面的研究重点是研究节点的能耗管理策略，包括节点的功率控制、节点休眠等技术，以延长节点的使用寿命，并提高节点的运行效率。
四、研究方法本课题将采用以下主要研究方法：1.文献综述法：通过检索相关文献，了解最新的无线传感器网络技术及其应用。
基于RFID的无线传感器网络节能MAC技术
Ａｕｇ ０ ．２ ０７
基于 Ｒ Ｉ ＦＤ的 无线传 感器 网络 节 能 Ｍ Ｃ技术 Ａ
段 国文 ， 王 殊
（ 中科技 大学 电子 与信 息工程 系， 汉 ４ ０７ ） 华 武 ３０４
（ ｇ ｔｍ ０ ６ ６ ．ｏ ） ｄｗｏ ２ ０ ＠１ ３ ｃ ｒ ｎ
摘 要 ： 无 线射 频 识别 （ ＦＤ） 术 与无 线传感 器 网络相 融合 ， 计具 有 Ｒ Ｉ 取功 能的 传感 将 ＲＩ 技 设 ＦＤ读 器节 点。针对基 于 Ｒ ＨＤ的无线 传感 器 网络 ， 出基 于簇族 结 构 的节 能 ＭＡ 提 Ｃ协 议— — ｃ Ｍ Ｓ Ａｃ协 议 。 该协议 具有 节能和 广播 导 向等特 征 ， 用冲 突减 少机 制 来提 高信 道 利 用率 ， 采 同时采 用减 少发 送 时 间、 减 少监 听 时间、 少开 关 转换 时 间等 功 率 优 化 机 制 ， 减 以提 高 网络 能 量效 率。仿 真 试验 表 明 ， 传 统 与
物联网技术中的无线传感器网络设计与优化
物联网技术中的无线传感器网络设计与优化一、引言随着物联网技术的快速发展，无线传感器网络作为其基础设施之一在各个领域得到了广泛应用。
无线传感器网络设计与优化是保障物联网系统性能的重要环节。
本文将从物联网技术中的无线传感器网络设计与优化方面展开讨论。
二、无线传感器网络概述无线传感器网络是由大量分布式传感器节点组成的一种网络结构，传感器节点可以感知环境信息并进行通信。
它具有自组织、自配置、自修复等特性，能够实现对环境信息的实时监测和数据采集。
三、无线传感器网络设计的关键问题1. 网络拓扑设计：无线传感器网络的拓扑结构会直接影响网络的性能。
常见的网络拓扑结构包括星型、树型、网状等。
在设计过程中，需要根据应用需求和环境特点选择合适的拓扑结构，并考虑节点分布、通信距离和能量消耗等因素。
2. 能量管理：无线传感器节点通常使用电池供电，能量是网络长时间运行的关键因素。
节点能量管理的任务是根据实际需求合理分配节点的能量，延长整个网络的寿命。
常见的能量管理策略包括节点充电、能量收集和能量节约等。
3. 路由协议设计：路由协议是无线传感器网络中的关键问题之一，它影响着网络的传输效率和稳定性。
常见的路由协议有基于距离的路由、基于能量的路由、基于链路状态的路由等。
在设计过程中需要考虑网络规模、节点能力、数据传输要求等因素。
4. 安全性设计：无线传感器网络的安全性设计是确保网络数据传输安全的重要手段。
安全性设计包括对网络通信进行加密、防止网络攻击等方面。
对于物联网系统而言，数据的安全性至关重要，保护数据安全是设计的首要任务。
四、无线传感器网络优化策略1. 能量优化：能量优化是无线传感器网络设计中的重点问题。
通过降低节点能量消耗来延长网络寿命。
一种常见的优化策略是增加节点之间的通信距离，减少节点间的通信次数，降低能量消耗。
2. 带宽优化：带宽是影响网络传输速率的关键因素。
通过优化网络拓扑结构、选择合适的信道分配方式等，可以提高网络的带宽利用率，减少数据传输的时延。
集成RFID与无线通信功能的节点设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ０ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｎｏ ｄ ｅ ｓ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｎｇ ＲＦＩ Ｄ Ｒｅ ａ ｄ ｅ ｒ Ｗｉ ｔ ｈ
… Ｗ ｌ ● ｒ ｅ ・ ｌ ｅ ｓ ｓ（ 一 ｇ ｏｍ ｍ ｕｎｉ ・ ｃ ａｔ ・ ｉ ‘ ０ ｎ 。 ｕｎＣ ｔ Ｊ ｌ ● ０ｎ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｂａ ｓ ｉ ｓ Ｏ ｆ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｓ ｅ ｎｓ ｏ ｒ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ａ ｎ ｄ Ｒａ ｄ ｉ ｏ Ｆ ｒ ｅ ｑｕ ｅ ｎｃ ｙ Ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ａ ＲＦＩ Ｄ Ｒｅ ａ ｄｅ ｒ ｎ ｏ ｄ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ Ｓ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ， ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍｓ ａ ｎ ｄ
摘
要： 基于无线传感器 网络和射频识别技术 ， 设计了一种具有无线通信功能的 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ节点 ， 介绍了节点的丁作机
制和协作方式 ， 给出了硬件系统的组成 和节点的原理图 ， 完成 了节点 电路设计 ， 详细 阐述 了射频识别芯片 Ｍ Ｆ Ｒ Ｃ ５ ０ ０外 围电路 、 无线通信芯片 Ｃ Ｃ ２ ４ ２ ０电路和主控芯 片 Ａ Ｔ ｍ ｅ ｇ ａ ６ ４电路的设计 。节点使用射频识 别读取标签 的信息 ， 通过无线 的方式将信息传到 中心节点 ， 这种集成方式使读写器 的使用更方便 高效 。 关键词 ： 射频识别 ， 无线传感器 网络 ， Ａ Ｔ ｍ ｅ ｇ ａ ６ ４
基于无线传感器网络的远程监测系统设计
基于无线传感器网络的远程监测系统设计无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量的分布式传感器节点组成的网络系统，能够感知、采集、处理和传输环境信息。
远程监测系统是利用传感器节点采集环境数据，并通过无线网络传输到中心节点，实现对分布式传感器网络的远程实时监测和控制的系统。
本文将详细论述基于无线传感器网络的远程监测系统设计。
一、无线传感器网络概述无线传感器网络是由大量的微型计算和通信设备构成的自组织网络，这些设备可以感知环境中的温度、湿度、压力等各种物理量。
传感器节点之间通过无线通信传输数据，并将采集的数据发送至基站或中心节点。
二、远程监测系统架构设计远程监测系统包括传感器节点、无线网络和中心节点。
传感器节点负责采集环境数据，无线网络用于传输数据，中心节点负责接收和处理数据，并进行实时监测和控制。
1. 传感器节点设计传感器节点应具备以下特点：（1）低功耗：传感器节点需要长时间运行，因此功耗应尽量降低，可采用低功耗的传感器和微处理器。
（2）多功能性：传感器节点可以同时采集多个物理量的数据，因此需要具备多个传感器接口和通道。
（3）自组织能力：传感器节点应具备自组织和自修复能力，能够自动适应网络拓扑变化和节点故障。
（4）安全性：传感器节点需要具备数据加密和身份验证等安全机制，以防止数据泄露和恶意攻击。
2. 无线网络设计无线网络连接传感器节点和中心节点，需要考虑以下因素：（1）通信协议：选择适合传感器网络的通信协议，如ZigBee、Wi-Fi等，以满足低功耗、中等距离和中等数据速率的传输需求。
（2）网络拓扑：根据具体应用场景选择网络拓扑结构，如星型、树状或网状拓扑，以实现合理的网络覆盖和传输效率。
（3）信道管理：合理规划信道分配和管理策略，减少信道干扰和碰撞，提高网络传输效率。
（4）信号强度定位：通过节点之间的信号强度测量，实现传感器节点的位置估计和定位。
3. 中心节点设计中心节点是整个系统的核心，应具备以下功能：（1）数据接收和存储：接收传感器节点采集的数据，并进行存储和管理，建立数据仓库。
无线传感器网络的节点优化算法研究
无线传感器网络的节点优化算法研究无线传感器网络（Wireless Sensor Network）是一种由大量分布式传感器和配备无线通信能力的节点组成的网络系统，这些节点可以感知环境并通过通信互相交换信息。
这种网络系统主要应用于环境监测、智能家居、安防等领域，具有低成本、低功耗、易于部署等特点。
但是由于传感器节点的能量有限，会导致节点能量耗尽，从而影响网络的可靠性和生命周期。
因此，优化无线传感器网络的节点设计和部署是目前无线传感器网络研究的焦点之一。
节点优化问题涉及到节点的分布、能量管理、路由等大量问题。
这篇文章将从节点分布优化和能量管理优化两个方面，介绍在无线传感器网络中常用的节点优化算法。
节点分布优化节点的分布是无线传感器网络中的一个重要问题。
合理的节点分布可以保证网络的连通性、密度均匀性以及网络生命的长久性。
因此，节点分布算法的设计具有重要意义。
1. 均匀分布算法最简单的节点分布算法是均匀分布算法，它通过让节点在某个范围内均匀分布，来保证网络的连通性和均匀性。
但是这种算法没有考虑节点分布的密集程度，容易出现拥挤和空缺的情况。
2. 聚类分布算法聚类分布算法是在均匀分布算法基础上进行改进的。
它通过一种分层聚类算法，将节点分为若干个簇，每个簇由一个簇头节点来处理数据通信和路由。
这样可以保证节点能够更好地组织成为一个紧密的团体，更加高效地通信，并且可以减少节点之间的数据冲突。
3. 换位分布算法换位分布算法是一种基于混沌理论的分布算法，可以让节点在两个维度上均匀分布。
具体思路是：首先在网络范围内给出种子节点的初始坐标，之后按照一定规则迭代得到各节点的位置信息，从而实现节点位置的随机性和均匀性。
能量管理优化能量管理问题一直是无线传感器网络中需要优化的一个重要问题。
节点能量的消耗不仅影响网络的生命周期和稳定性，也会对数据采集产生影响。
1. 能量平衡算法能量平衡算法是早期常用的一种能量管理优化算法。
这种算法通过周期性的轮换簇头节点、分配簇内节点的任务等方式，来平衡整个网络中各节点的能量消耗情况，保证网络的生命周期。
物联网环境下的无线传感器网络设计和优化
物联网环境下的无线传感器网络设计和优化一、前言物联网的快速发展和不断普及使得各种智能硬件不断涌现，无线传感器网络作为物联网的核心技术之一，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。
本文主要介绍无线传感器网络在物联网环境下的设计和优化。
二、无线传感器网络概述无线传感器网络由大量分布于被测环境中的低功耗、微型传感器节点组成，通过无线通信技术实现对环境参数、物体状态等信息的采集和传输。
1.无线传感器网络组成无线传感器网络由大量分布于被测环境中的传感器节点、数据中心和通信链路组成。
传感器节点主要由传感器、微处理器和无线收发模块组成，负责采集周围环境的信息并通过无线通信技术将数据传输到数据中心。
数据中心负责对传感器数据进行收集、处理和存储。
2.无线传感器网络通信技术无线传感器网络通信技术包括RFID、ZigBee、WiFi、蓝牙等多种无线通信协议。
其中，ZigBee由于具有低功耗、低数据传输速率等特点逐渐成为无线传感器网络的主流通信协议。
三、无线传感器网络设计无线传感器网络的设计包括网络拓扑结构的设计、传感器节点的布置、选择适当的通信协议等。
1.无线传感器网络拓扑结构设计无线传感器网络拓扑结构设计是无线传感器网络设计的核心，影响着无线传感器网络的性能、能耗等方面。
常见的无线传感器网络拓扑结构包括星型、树型、网型、混合型等。
2.传感器节点的布置传感器节点的布置影响到传感器节点之间的通信距离、通信质量等因素。
在布置传感器节点时应考虑到被测环境的特点、通信距离、传感器节点的能耗等因素。
3.选择适当的通信协议在无线传感器网络的设计中，选择适当的通信协议可以有效的提高网络的性能和能耗。
目前广泛应用的无线传感器网络通信协议包括ZigBee、WiFi、BLuetooth等。
四、无线传感器网络优化无线传感器网络的优化包括网络拓扑结构优化、功率控制、数据传输协议优化等方面。
1.网络拓扑结构优化无线传感器网络的拓扑结构对能耗和网络性能具有很大的影响。
物联网的关键技术无线传感器网络
物联网的关键技术无线传感器网络物联网的关键技术：无线传感器网络摘要：物联网的发展推动了无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）的快速发展，成为物联网的重要支撑技术之一。
本文将围绕无线传感器网络的概念、架构、节点设计与通信协议等方面进行探讨，并阐述在物联网中无线传感器网络的关键技术。
一、无线传感器网络的概念无线传感器网络是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统，节点之间通过无线通信进行数据传输。
每个传感器节点通常由传感器、嵌入式处理器、电源和通信模块等组成，能够感知和采集环境中的各种信息，并将数据传输至网络中。
二、无线传感器网络的架构无线传感器网络的架构一般包括传感器节点、中继节点、基站节点等。
传感器节点负责采集环境数据，并通过无线通信将数据传输至中继节点。
中继节点对数据进行处理和转发，将数据传输至基站节点。
基站节点负责数据的接收与处理，并可以与外界网络进行通信。
三、无线传感器网络的节点设计1. 能源管理：由于无线传感器节点通常采用电池供电，节点应具备低功耗特性。
节点设计中应考虑功耗优化技术，如睡眠模式、动态功率管理等，以延长传感器节点的工作寿命。
2. 传感器选择：根据应用需求选择合适的传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
同时，还需考虑传感器的精确度、功耗、可靠性等指标。
3. 硬件设计：节点的硬件设计应满足小尺寸、低功耗的要求。
采用先进的制造工艺和集成电路设计，以提高性能并降低节点成本。
四、无线传感器网络的通信协议1. 网络层协议：常用的网络层协议包括LEACH、PEGASIS、SEP 等。
这些协议通过节点选择、数据聚合等技术，提高了传感器网络的能效和可扩展性。
2. 传输层协议：传输层协议用于数据的可靠传输。
常用的传输层协议有RTP、UDP、TCP等。
根据应用需求选择合适的传输层协议，以保证数据的可靠性和实时性。
五、无线传感器网络在物联网中的应用无线传感器网络在物联网中具有广泛的应用前景，包括智能家居、智慧城市、环境监测、农业领域等。
无线传感器网络的设计和优化
无线传感器网络的设计和优化一、引言近年来，随着科技的不断发展和进步，无线传感器网络技术得到了广泛的应用。
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种新型的无线网络，是由一系列无线传感器节点通过无线信道相互通信形成的网络。
无线传感器网络具有节点稀疏、能量受限、通信链路容易断裂、网络规模大等特点。
二、无线传感器网络的设计无线传感器网络的设计分为物理层、网络层、传输层和应用层四个层次。
1.物理层设计物理层是无线传感器网络最底层的层次，包括无线信道的调制解调和信号处理等方面。
物理层设计应满足传感器节点的能量消耗尽可能小。
2.网络层设计网络层控制网络中不同传感器节点之间的通信，负责节点寻址、路由选择和传输控制等任务。
网络层设计应该能够在节点稀疏的情况下保证节点间的通信质量。
3.传输层设计传输层主要负责数据传输和数据的可靠性保障。
传输层设计应考虑节点能量和通信链路容易断裂的问题。
4.应用层设计应用层将网络层和传输层提供的数据呈现在用户面前，对应用的分类和管理应根据应用的特点选取最佳的传输协议和网络状态。
三、无线传感器网络的优化无线传感器网络优化的主要目标是延长网络寿命和提高网络的稳定性和可靠性。
1.能量管理由于节点的能量具有限制性，因此网络的能耗管理尤其重要。
优化措施包括：降低传输功率和采用最短路线策略减少数据传输的过程，通过数据压缩和降低解释错误率来减少数据的冗余性。
2.路由优化路由选择对于网络的稳定性和可靠性和传输效率有着决定性的影响。
路由优化的目标是选择最短路线尽快的传输数据以保证通信的有效性，同时避免节点过分重叠以减少能耗。
3.传输优化传输优化是一种有效的减少能耗的方法，可以利用无线传感器网络在数据存储传输中的特性来实现。
例如，在时间和空间上的数据压缩和丢包恢复等措施。
四、总结无线传感器网络是一种新型的无线网络应用，拥有节点稀疏、通信链路容易断裂等问题。
无线传感器网络的设计应从物理层、网络层、传输层和应用层四个层面来考虑，同时优化无线传感器网络的目标是延长网络寿命和提高网络的稳定性和可靠性。
无线传感器网络中节点能量优化算法设计
无线传感器网络中节点能量优化算法设计1. 简介无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分散的、无线通信的传感器节点组成的网络。
这些节点能够收集环境信息并将其发送到中心节点，经过处理后再传输到监控端。
其中，节点的功耗耗能是一个重要的问题。
本文将讨论无线传感器网络中节点能量优化算法的设计。
2. 能量优化算法的背景在传感器网络中，各个节点相互通信，从而耗用大量的电能。
一旦节点的电量耗尽，便无法继续正常工作。
由于节点往往分布在复杂或危险的环境中，节点的更换和维护并不容易，因此节点的能量优化是无线传感器网络的一个重要问题。
能量优化算法的基本思路是通过降低节点的功耗来延长节点的寿命。
同时，也可以通过合理分配节点的功耗来平衡全局的能量消耗，从而实现能量的最大化利用。
3. 常见的能量优化算法3.1. 分簇算法分簇算法是将整个传感器网络划分为若干个簇（Cluster）的算法。
每个簇有一个负责人（Cluster Head），负责接收簇内节点上传的数据，并将其传输给基站。
簇内其它节点则只需要将数据发送到簇负责人即可，有效降低了节点的功耗。
分簇算法有许多不同的实现方式，如LEACH、PEGASIS等。
这些算法的主要思想都是通过在簇内选举一个高能节点作为簇负责人，从而实现能量的最大化利用。
3.2. 路由算法路由算法是在传感器网络中动态选择最优路径的方法。
通过让节点之间协作，路由算法可以选择能量消耗最小的路径，从而降低节点的能量消耗。
常见的路由算法有Dijkstra、AODV、DSR等。
这些算法的主要思想都是通过合理的路由选择，降低节点的能量消耗并延长节点寿命。
3.3. 能量均衡算法能量均衡算法是通过调整节点之间的能量分布，实现全局能量的最大化利用。
这种算法通过平衡各个节点的能量消耗，实现了节点寿命的均衡，从而延长了整个网络的寿命。
能量均衡算法的主要思想是对节点之间的能量状态进行实时监测，通过调整节点之间的数据传输权重，降低节点的能量消耗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于RFID技术的无线传感器网络节点设计
为了解决无线传感网通常运行在人不能或不便接近的环境，能源无法替代的问题，该设计采用了单片机MSP430F2370芯片和少量外围电路等来构成完整测量系统。
由于其充分利用了单片机内部资源，使系统硬、软件设计达到了最小化，具有识别可靠性高、抗干扰能力强、成本低廉和体积小巧等特点。
它可以识别ISO15693，ISO14443A，ISO14443B等多种协议标准的电子标签。
在今后的门禁系统、生产线检测、自动收费系统、超市物流等方面有很大的应用前景。
物联网与无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。
物联网能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。
因此，本文提出了一种基于物联网技术的多标准RFID设别设备，此设备可以实时自动识别物品的RFID电子标签内信息，具有识别可靠性高，信息处理能力强，功耗小，保密性强。
再结合无线传感器网络技术的信息传输，可实现无线网络环境下的信息应用，本实用新型的应用将会越来越广泛，对于物联网技术和无线传感器网络技术有重要的理论意义和应用价值。
1 RFID技术简介
1.1 RFID分类
RFID按应用频率不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW)，相对应代表性频率分别为：低频135kHz以下、高频13.56MHz、超高频860～960 MHz、微波2.4～5.8 G。
RFID按照能源供给方式分为无源RFID标签或被动标签(Passive Tag)，有源RFID标签或主动标签(Active Tag)，以及电池协助的无源RFID标签。
无源RFID标签价格很低，但是无需要电池，有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电。
有源标签由于有电池供电和功能较强的微控制器和无线单片机，所以可以实现更大范围的传感器数据监测和数据采集，也可以通过ZigBee、Wi—Fi、GPRS/3G等技术实现网状网络，来延伸标签的范围，是RFID技术一个非常重要的发展方向。
1.2 射频识别系统组成
射频识别系统主要由标签(Tag)、读卡器(Reader)、天线(Antenna)等组成，一般还需要其他软硬件的支持。
标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成(有源标签还需要电池和传感器等)，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
读卡器(Reader)：也称读写器等，读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。
天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。
如果是有源电子标签，读卡器也以同时是一个无线网关，能够将有源标签节点收集的数据，通过低功耗网络，传输到物联网和互联网。
1.3 RFID技术的工作原理
RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，射频前端发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签);读取信息并解码后，送至RFID射频识别控制单元进行有关数据处理。
2 射频识别节点的硬件设计
2.1 射频识别节点的结构
如图1为射频识别节点的结构：它包括：1)USB转串口单元;2)RFID射频识别控制单元;3)RFID读头前端单元;4)和无线射频收发单元。
射频前端和标签间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时通过耦合给无源应答器提供能量和时序。
在实际应用中，可进一步通过Eth-ernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
2.2 USB转串口和射频识别控制单元
USB转串口单元和RFID射频识别控制单元连接如图2所示。
其工作原理为：用户可以通过USB接口把模块与PC机连接，通过USB转串口单元发送命令到射频识别控制单元，同时射频识别控制单元可以通过USB转串口单元把数据传输到PC机上进行数据处理。
2.3 RFID读头前端单元
图3给出了本实用新型的核心控制电路，其工作过程是：TRF7960通过SPI口与MSP430F2370通信。
当读头前端检测到有效标签，IRQ就置高电平，TRF7960与
MSP430F2370的SPI通信有效，射频识别控制单元把数据存储在数据寄存器中以便向PC 机发送。
同时射频识别控制单元根据不同的数据帧结构执行相应的数据处理函数，判断出不同协议的标签，通过外接的LED灯指示出不同标准的标签。
RFID读头前端单元的核心是TRF7960芯片如图4所示，TRF7960的第8引脚
RX1_AM，第9引脚RX2_PM为信号输入的端，电阻R1、R2，电容C16、C17、C18，通过相互调节达到50Ω的阻抗，以便接收信号最佳，电阻R2，电容C18前端的PCB天线构成了磁场，TRF7960的第5引脚TX_ OUT不断向磁场附近发送数据请求命令。
当有标签靠近磁场的时候，标签通过电磁耦合接收到命令，同时向读头前端发送数据请求应答命令，标签此时处于准备状态，当读头接收到数据请求应答命令，开始读取标签的序列号，同时调用相关数据处理函数，如果数据校验正确就把标签信息发送到射频识别控制单元，否则重新读取信息。
2.4 无线射频收发单元工作原理
无线射频收发单元主要采用AT86RF230芯片：当AT86RF230发送数据时，
MSP430F2370把需要发送的数据通过SPI接口传送到AT86RF230的寄存器中。
数据经过基频处理、频率合成、功率放大，然后经过AT86RF230的第4引脚RFP通过天线E1发射。
当AT86RF230接收数据时，数据通过天线E1经AT86RF230的第5脚RFN输入，然后经过低噪声放大、多相滤波器、复合带通滤波、模数转换，最后把接收到数据存储在AT86RF230的寄存器中，然后通过SPI接口与MSP430F2370进行通信，把数据存储到MSP430F2370的寄存器中。
RFID射频识别控制单元与无线射频收发单元连接电路图如图5所示。
3 总结
无线传感器网络在国防军事、环境科学以及智能家居等领域有着极其广泛的应用，由于通常运行在人不能或不便接近的环境，能源无法替代，因此传感器节点的位置信息在无线传感器网络的诸多应用领域中扮演着十分重要的角色。
利用该芯片开发的无线传感器网络节点识别可靠性高、抗干扰能力强、成本低廉和体积小巧特点。
具有硬件加密、安全可靠、组网灵活、抗毁性强等特点，为今后无线传感网络的广泛应用提供了理想的解决方案。