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基于1451规范的定期关联匹配通信(PAMC)的无线传感器接口即插即用机制研究 摘要： 为了符合IEEE 1451.5的标准（IEEE：电气和电子工程师协会），定期关联匹配通信（PAMC）的ZigBee无线智能传感器被提出，以便实现无线传感器接口即插即用。在ZigBee应用子层，信息的四种帧格式都被界定；根据实际的应用，传感器电子数据表（TEDS）中的内容被重新定义。网络适配器（NCAP）和无线传感器接口模块 (WTIM)的调谐码来监测网络结构的变化，数据存储单元被用于实时更新时间，节省网络结构参数。关联配置表在无线传感器接口模块中被确定，其目的是用来换传感器的频道信息。通过组合经由无线传感器接口模块请求帧定期发送，网络适配器能够快速和准确的识别无线传感器接口模块的访问、断开网络、建立ZigBee智能传感测试平台。试验结果表明，采用定期关联匹配通讯（PAMC）的方法可以有效的实现IEEE1541无线传感器接口即插即用和鉴定。设置连接匹配的通信时间为1秒，无线传感器接口模块的网络访问时间小于1.8秒时，更好地满足实际应用的要求。 简介 无线传感器网络被广泛应用于工业控制，智能家居，医疗保健，军事监视等等。网络化和智能化的引入极大的丰富无线传感器类型，同时，系统配置也变得更复杂。根据工程师测定的一项研究数据显示，近20％的数据采集的总成本都花在了硬件/传感器设置和配置上。即插即用智能传感器，不仅缩短了软件和硬件的构建时间，同时也增加了整个系统的集成度和可靠性。无线智能传感器的访问，故障及损坏都能导致结构变化，无线传感器网络必须及时地调整和组织，这就需要可扩展、标准化、接口和即插即用能力的无线智能传感器，因此，确保无线智能传感器即插即是无线传感器网络需要解决的关键问题之一，相关的研究也具有划时代的意义。 IEEE 1451.5的标准使得互换和通用的无线智能电传感能够运用于不同的无线电网络，并且，针对标准化和可扩展性的无线智能传感器还提供了有效的解决方案。Zhang Yunwei介绍了一种基于IEEE1451.5标准设计的方法，使得网络适配器（NCAP）和多级的智能传感器接口模块（Multi-STIM）之间的沟通更容易。Higuera J提出的IEEE1451.5的无线传感器网络的实现，并增强ZigBee的信息结构和运用PHY TEDSP来提高它的互操作性。Song E Y开发测试系统来验证基于1451.5-802.11标准的IEEE NCAP和WTIM之间的互操作性。 Lee M在HL7设备和IEEE1451无线传感器之间提出了的家庭保健监测系统的数据交换机制。 无线传感器网络通常采用不同的频率信道或不同的物理地址来分离和鉴定不同的传感器，但是，有限的可用地址范围或频率信道范围限制网络的可扩展性。IEEE1451.5标准定义了无线传感器接口模块 (WTIM)和网络适配器（NCAP）的无线智能传感器的软件和硬件结构，从不提供即插即用的具体实现方法。因此，本文提出了PAMC的方法在无线传感器接口模块 (WTIM)和网络适配器（NCAP）之间的接口来实现即插即用的无线传感器的功能。 基于PAMC的无线传感器接口即插即用机制 基于IEEE 1451.5无线传感器系统的ZigBee主要由网络适配器（NCAP）、无线传感器接口模块 (WTIM)和终端用户构成,一个无线传感器接口模块 (WTIM)可能由很多频道、实现数据的收集和信息获取组成，并传送数据到网络适配器(NCAP),网络适配器将总结，存储，处理，并分析接收到的数据，用户通过使用网络与终端用户的通信。该系统的结构如图1(a)所示。 ZigBee的信息服务类型 (MSG)的运用层次可根据实际应用的需要被重新确定，四种框架结构在MSG信息的界定如图1（b）所示。 关联的配置表是建立在网络适配器（NCAP）的数据存储单元，其中包括WTIM 短地址，频道号，频道TEDS的长度，频道TEDS信息的储存地址。 当传感器频道是测量参数，每个数据帧向网络适配器（NCAP）发送短地址，频道号。网络适配器（NCAP）能够根据相应的无线传感器接口模块 (WTIM)和传感频道都在网内工作做出判断。在闲置的情况下，无线传感器接口模块 (WTIM)和网络适配器（NCAP）之间没有数据帧传输。通常，无线传感器接口模块 (WTIM)会主动发送关联帧给网络适配器（NCAP），从短地址和频道相关的帧数，网络适配器会判断和无线传感器接口模块和传感器通道仍然在网络中。之后预定的时间，如果网络适配器仍然没有收到无线传感器接口模块定时关联的帧，这意味着无线传感器接口模块已经从网络上断开。如果无线传感器接口模块长时间没有很收到访问网络，网络适配器（NCAP）将在相关联的配置表中自动删除无线传感器接口模块 (WTIM)的信