CN101605386A - 无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法 - Google Patents

Abstract

无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法主要用于解决无线多媒体传感器网络与因特网之间的通信问题。该装置为一个网关节点。该网关节点的主要功能是进行协议的转换，而且具有如下特征：网关节点具有两个通信模块，分别是无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块和无线局域网802.11g通信模块，前者用于接收从无线多媒体传感器网络发来的数据，后者用于将数据发送给无线局域网的无线接入点，处理器芯片主要完成无线多媒体传感器ZigBee通信协议协议与无线局域网通信协议802.11g之间的转换；存储器模块用来存储从无线多媒体传感器网络接收的数据，然后通过无线局域网转发至因特网上。

Description

无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法

技术领域

本发明涉及一种两个使用不同协议的网络之间通信的解决方法，属于嵌入式开发与计算机网络技术的交叉领域。

背景技术

随着微电子技术的发展和无线传感器网络的日趋成熟，监测环境的日趋复杂多变，由传统传感器网络所获取的简单数据愈加不能满足人们对环境监测的全面需求，，迫切需要将信息量丰富的图像、音频、视频等媒体引入到以传感器网络为基础的环境监测活动中来，实现细粒度、精准信息的环境监测。在此基础上发展起来的无线多媒体传感器渐渐的步入我们的世界，它是对传统无线传感器的改进，比如增加了CMOS摄像头，声音采集器等元件，以实现对图像、音频、视频数据的感知和传输功能。大量的无线多媒体传感器放置在指定的区域，形成一个多跳的自组织的网络***，我们称其为无线多媒体传感器网络(Wireless MultimediaSensor Networks，WMSNs)。它借助于节点上多媒体传感器感知所在周边环境的多种媒体信息(音频、视频、图像、数值等)，通过多跳中继方式将数据传到信息汇聚中心，汇聚中心对监测数据进行分析，实现全面而效的环境监测。

多媒体传感器节点是组成无线多媒体传感器网络的基本单位，这些节点一般具有以下特点：一是能量严重受限；二是处理能力一般不强；三是存储能力受限。多媒体传感器网络节点的这些特点在一定程度上也限制了其进一步的发展。当前的无线多媒体传感器网络只能实现节点与节点间的通信，还无法与传统的IP网进行通信。当然，目前已经有人提出了一些无线多媒体传感器网络与因特网之间通信的解决方案，主要有以下三种：(1)将TCP/IP协议直接作为无线传感器网络的通信协议，实现无线传感器网络与任何TCP/IP网络的无缝连接；(2)基于覆盖的方法，WMSNs协议栈被部署在TCP/IP之上，Internet上的主机被看着虚拟传感器节点；(3)延时容忍网络(Delay Tolerant Network，DTN)，即在无线多媒体传感器网络与因特网之间加入网关，但网关采用DTN特有的覆盖层技术来实现无线传感器网络与因特网的连接。

发明人在研究过程中发现，这三种方案都存在着不同的缺陷：第一种方案，由于无线多媒体传感器网络节点的内存和计算资源有限，无法运行完整的TCP/IP协议栈，虽然现在可将TCP/IP协议栈进行裁减来满足资源需求，但在其它方面也存在着大量的问题，如：TCP/IP不适于无线环境、路由算法不适合无线传多媒体感器网络、数据包头开销太大以及IP地址分配比较复杂等。第二种方案，Internet主机能够直接和传感器节点通信并像传感器节点一样处理数据包，但其缺点在于需要在Internet主机上部署额外的协议栈。第三种方案，此方法在TCP/IP协议栈和WMSNs协议栈上部署Bundle层。其缺点是在现有的网络协议栈上部署Bundle层需要花费较大代价。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法，该装置及互联方法能够完成无线多媒体传感器网络通信协议与无线局域网通信协议的转换，使得无线多媒体传感器网络节点采集到的数据能迅速便捷的传送到无线局域网上，然后通过互联网传到管理中心。这种网关节点始终处于接收状态或监听状态，不会出现通信的延时。

技术方案：本发明无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法设计了一种无线多媒体传感器网络网关节点，使其具有更大的有效通信距离和通信速率，把无线多媒体传感器网络中的数据传送到网络区域附近的无线局域网的无线接入点。以这种网关节点作为中介，无线多媒体传感器网络与因特网之间的通信就变得更加便捷和顺畅，无线多媒体传感器网络的使用范围进一步扩大，实用性也得到进一步提高。

本发明的装置为一种无线多媒体传感器网络接入Internet的无线网关节点：一种既能接收无线多媒体传感器网络数据，又能与无线局域网进行无线通信的网关节点。由于普通的无线多媒体传感器网络节点都采用了成本较低的近距离无线通信芯片，因此，网关节点除了要有这种近距离的无线通信芯片外，还需另加一个无线通信芯片来完成与无线局域网接入点的无线通信。本网关节点的主要功能就是无线接入局域网。网关节点的一端是专门与无线多媒体网络中的汇聚节点通信，用于接收汇聚节点发来的数据，因此它也必须有一块近距离通信芯片。除此之外，由于网关节点的主要功能是无线接入局域网，它还必须有一个无线局域网接入端口。对网关节点的处理器的选择，要求相对比较高，因为它要实现的是无线多媒体传感器网络协议与无线局域网通信协议之间的转换，而无线局域网通信协议，即802.11g是相当复杂的，而且占用的内存空间也比较大，因此网关节点处理器必须选择32位且带有USB接口的处理器。同时，网关节点接收的无线多媒体传感器网络数据量大，而通过802.11g发送到无线局域网的数据量也很大，因此还需要一个容量较大的数据存储器，以满足数据缓冲的需要。当数据存储器内的数据量达到一定数量时，网关节点才将数据发送到无线局域网中。当然，对于一些即时数据也可以立即发送。

网关节点及其互联方法的实现步骤如下：

步骤1)明确节点的主要功能。网关节点的主要功能是接收由无线多媒体传感器网络中汇聚节点发来的数据，进行协议转换，然后发送到无线局域网的无线接入点。网关节点要求具有***高可靠性和高集成度，较好的实时分析与处理能力，数据传输精确性；

步骤2)节点基本架构设计。网关节点的基本架构分为三层，自底向上为：硬件平台层、嵌入式***内核及应用程序层；

步骤3)节点模块划分。网关节点由五个模块组成：处理器模块、存储器模块、近距离无线通信模块、无线局域网接入模块及供电模块；

步骤4)处理器模块设计。网关节点主要连接一个近距离无线通信模块和一个无线局域网接入模块，可以选用一个SPI接口连接近距离无线通信模块，并用以USB接口连接无线局域网接入模块；

步骤5)通信模块设计。与无线多媒体传感器网络通信的近距离无线通信模块包括低噪声放大器、ADC、DAC、功率放大器、控制逻辑、混频器、滤波电路、分频器、数字调制解调器、鉴相器、低通滤波器、天线等。与无线局域网通信的无线通信模块包括收发器、功率放大器、内部晶振、频段开关、多路开关、天线等，在通信芯片与天线之间加一个功率放大器，以此来提高通信质量；

步骤6)存储器模块设计。无线多媒体传感器网络要传输的数据量大，所以要在网关节点上设置一个存储器模块。无线多媒体传感器网络数据有两种，一种是普通数据，如温度、湿度等；一种是多媒体数据如图像、音频等；而对于一些

特殊数据需进行实时转发，所以将存储器模块分为三个部分：非即时多媒体数据存储单元、非即时普通数据存储单元和即时数据存储单元；

步骤7)供电模块设计。供电模块为上述各个模块提供能源，针对节点的睡眠模式、发送模式、接收模式、省电模式等四种不同的工作模式，提供了相对应的能源供给方式。考虑到网关节点可能离因无线局域网接入点很近，可以用220伏交流电进行供电，因此要为它设计一个交流电供电插口；

步骤8)数据收发模式设计。为节约有限的能量资源，节点在大部分时间处于睡眠模式。当有数据到达时，进入接收模式，接收数据，并将数据放入相应的存储单元。接收完成后，依次扫描即时数据存储单元、多媒体数据存储单元和普通数据存储单元，若即时数据存储单元中有数据或多媒体数据存储单元和普通数据存储单元中的数据满足一定数据量，进行数据包格式转换后发送至无线局域网接入点。发送完成后，节点进入睡眠模式。

步骤9)节点其它***器件选取。受到节点体积的约束，其它***器件选取尽量小的封装(一般是0603型贴片式封装)。同时要给节点设计JTAG接口，用以烧录程序及在线仿真。其它器件还包括：外部晶振、全向天线等；

步骤10)节点功耗管理设计。节点的功耗管理主要包括了***级功耗管理，软件代码级优化，寄存器传输优化和后端综合布线优化；

步骤11)节点可扩展性设计。节点在设计过程中，预留了充分的接口，包括超过40个主控模块输入输出接口，如以太网接口等，以便今后的调用和扩展，便于后续产品的延续开发；

步骤12)节点抗干扰性设计。节点在高频无线通信部分设计加载滤波电容，在IC上并接高频电容，采用密集布线以减少高频噪声发射；在传播路径抑制方面，节点设计出带有滤波电路的稳定电源，在I/O口与噪声源之间加以隔离，同时，将干扰源与敏感器件分离；

步骤13)节点***软件设计。节点的***软件控制所有实时任务协调一致运行，***根据任务要求，进行资源管理，消息处理，任务调度，异常处理，并分配优先级，***根据各个任务的优先级，进行动态切换和调度；

步骤14)软件可靠性设计。节点设计中采用抑制迭加在信号通路上噪声的数字滤波和减少冗余指令的方法，采用精简指令***，当硬件出故障时，软件能迅速感知并采取相应补救措施，对一些紧急数据或其它特殊数据，可采用密文形式发送。

有益效果：本发明与现有的一些连接无线传感器网络与因特网的技术相比有如下几个优点：

(1)节约成本：只需要一个网关节点便解决了无线多媒体传感器网络通信协议与802.11g协议的转换问题。解决无线传感器网络与因特网之间的通信问题，关键就是解决通信协议的转换问题。一般传感器节点使用的8位处理器，根本无法实现802.11g协议。因此，就必须使用32位处理器，但如果在所有的节点上都采用32位处理器，显然会显著增加成本，对于需要大规模应用传感器网络的用户来说就不太现实。因此我们就采用一个网关节点作为中介，经过一次协议转换来实现无线多媒体传感器网络与无线局域网的通信。也就是说只增加了一个网关节点的成本，这对于整个无线多媒体传感器网络的成本来说是可以接受的。同时，因为只有一个网关节点，所以也只需给整个无线多媒体传感器网络分配一个IP地址。

(2)使无线多媒体传感器网络的应用更加便捷，扩大应用范围：当前，无线局域网覆盖范围巨大，本网关的实现，使得有无线局域网覆盖的区域，就可以便捷的实现无线多媒体传感器网络的应用，大大扩大了无线多媒体传感器网络的应用范围。

(3)将无线多媒体传感器网络数据进行分类，对不同数据类型实行不同的转发模式。将存储器模块划分为三个存储单元：即时数据存储单元、非即时多媒体数据存储单元和非即时普通数据存取单元。将接收到的数据放入相应的存储单元。对于即时数据实行即时转发模式，对于非即时多媒体数据和非即时普通数据满足一定数据量再进行转发。

附图说明

图1是无线多媒体传感器网络无线接入因特网的示意图；

图2是本发明所述网关节点的简化结构图；

图3是本发明所述方法的流程图。

具体实施方式

本发明为一种无线多媒体传感器网络无线接入因特网的网关节点的设计。本网关节点由五个主要模块构成：处理器模块、无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块、无线局域网802.11g通信模块、存储器模块和供电模块。网关节点一般放置于距离无线多媒体传感器网络中汇聚节点100米范围内，通过ZigBee无线通信模块接收由无线多媒体传感器网络发送来的数据，然后由处理器进行协议的转换，最后通过无线局域网802.11g通信模块发出，通过无线局域网接入点转发到因特网上。

网关节点的处理器由于需要进行协议转换，功能相对复杂，因此应该选用32位处理器，由三星公司生产的S3C2440A单片机，主频为400MHz，可以应用在网关节点中。由于32位处理器已经包含了USB接口，因此无线局域网接入模块可以很方便的应用到网关节点上。与无线多媒体传感器网络中汇聚节点通信的的近距离通信模块，通信距离较近，可采用Chipcon公司生产的CC2420通信芯片，该芯片工作在2.4GHzISM免费频段，是一款短距离通信的低功耗芯片。由于网关节点采用了低功耗元件，因此只要用两节5号电池便可对它们供电。

本发明采用软硬件协同设计的方法，即在硬件设计的同时，运用相关仿真软件对部分程序进行调试运行，这样便可以缩短开发周期。下面将结合附图对本发明作详细描述。应当明确，以下内容仅仅用来描述本发明而不作为对本发明的限制。

网关节点的具体设计方法和开发步骤为：

步骤1)在对无线多媒体传感器网络和无线局域网各自的数据传输方式进行深入研究的基础上，明确这种无线局域网接入装置所要解决的主要问题，即协议的转换和数据包格式的转变。从而确定网关节点的主要功能，减少一些不必要的功能，以优化节点性能。网关节点的主要功能是接收由汇聚节点发来的数据，进行协议转换，然后发送到无线局域网上。因此，这网关节点可以删除传感功能。同时网关节点还要求具有高***可靠性和高集成度，较好的实时分析与处理能力，数据传输精确性。

步骤2)节点基本架构设计。网关节点的基本构架遵循了一般嵌入式产品的基本模式，同时，基于实际应用的需要，在各个层面上都有所扩展。总体上分为三层，自底向上为：硬件平台层、嵌入式***内核及应用程序层。

(1)硬件平台层。硬件平台是整个节点的底层平台与硬件基础。包括了节点所有的硬件模块组成与***底层调用的集合。将节点的各个组成模块进行综合并协调工作。同时，定义了节点的总线单元，中断***及工作模式等。

(2)嵌入式***内核。嵌入式***内核工作在底层硬件平台与上层应用程序之间，完成各个硬件设备的驱动，提供软硬件***调用的方式方法，同时为应用层开发提供接口服务，使上层应用程序的开发可以完全屏蔽底层硬件平台。***内核基于实时操作***的管理调度策略，同时针对传感器节点的特殊需要，改进了中断控制策略，进程调度策略以及存储管理策略。

(3)应用程序层。应用***层为用户提供了面向应用的***控制方式与工作方法。用户可以根据各自不同的应用需求，开发不同应用程序来完成节点的启动、运行、状态迁移、信息处理、信号传输、能耗预警及程序下载等一系列应用功能。

步骤3)节点模块划分。根据网关节点的功能需求，可将网关节点的模块划分如下。网关节点主要由五个模块组成：处理器模块、无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块、无线局域网802.11g通信模块、存储器模块以及供电模块，各模块间的连接关系如图2所示。

步骤4)处理器模块设计。首先要选择合适的处理器，网关节点要完成远距离无线传输协议到因特网传输协议的转换，复杂度较高，因此必须选用价格较高的带有以太网接口的32位处理器。

网关节点主要连接一个无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块和一个无线局域网802.11g通信模块，可以选用一个SPI接口连接无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块，并用USB接口连接无线局域网802.11g通信模块。网关节点的其它未被用到的引脚均可以引出，以用于后期延续产品的功能扩展。

步骤5)通信模块设计。与无线多媒体传感器网络通信的近距离无线通信模块包括低噪声放大器、ADC、DAC、功率放大器、控制逻辑、混频器、滤波电路、分频器、数字调制解调器、鉴相器、低通滤波器、天线等。与无线局域网通信的无线通信模块包括收发器、功率放大器、内部晶振、频段开关、多路开关、天线等，在通信芯片与天线之间加一个功率放大器，以此来提高通信质量。由于网关节点拥有两块无线通信芯片，因此在设计时要考虑到如何减少它们相互间的干扰。首先在电路板布线时将它们的走线分布于不同的层面；然后后，在软件设计上可让这两块通信芯片工作于不同的时间段。

步骤6)存储器模块设计。无线多媒体传感器网络要传输的数据量大，所以要在网关节点上设置一个存储器模块。无线多媒体传感器网络数据有两种，一种是普通数据，如温度、湿度等；一种是多媒体数据如图像、音频等；而对于一些特殊数据需进行实时转发，所以将存储器模块分为三个部分：非即时多媒体数据存储单元、非即时普通数据存储单元和即时数据存储单元。本网关节点上有两个存储器：内存和NAND Flash。其中内存64M字节用来做即时数据存储单元，满足数据的实时性要求，NAND Flash的64M字节划分为两个部分，56M用来做非即时多媒体数据存储单元、8M用来做非即时普通数据存储单元，满足多媒体数据和普通数据对存储容量的要求。

步骤7)供电模块设计。供电模块为上述各个模块提供能源，针对节点的睡眠模式、发送模式、接收模式、省电模式等四种不同的工作模式，提供了相对应的能源供给方式。考虑到网关节点可能离无线局域网接入点较近，可以用220伏交流电进行供电，因此除了要有电池供电电路外，还要为它设计一个交流电供电插口。

步骤8)数据收发模式设计。为节约有限的能量资源，节点在大部分时间处于睡眠模式。当有数据到达时，进入接收模式，接收数据，并将数据放入相应的存储单元。接收完成后，依次扫描即时数据存储单元、多媒体数据存储单元和普通数据存储单元，若即时数据存储单元中有数据或多媒体数据存储单元和普通数据存储单元中的数据满足一定数据量，进行数据包格式转换后发送至无线局域网接入点。发送完成后，节点进入睡眠模式。图3描述了网关节点收发模式的主要过程。

步骤9)节点其它***器件选取。由于受到节点体积的约束，其它***器件选取尽量小的封装(一般是0603型贴片式封装)。同时要给节点设计JTAG接口，用以烧录程序及在线仿真。其它器件还包括：外部存储器件、外部晶振、全向天线等。

步骤10)节点功耗管理设计。通过实验我们可以测得，无线传感器网络节点的无线通信模块是整个节点的所有模块中耗电量最大的模块，而网关节点的主要功能就是进行无线接收与发送，因此必须为这网关节点设计有效的功耗管理机制。本发明的功耗管理主要包括了***级功耗管理，软件代码级优化，寄存器传输优化和后端综合布线优化。***级功耗管理将在节点没有操作的时候，使之进入睡眠状态，在预设时间来临的时候，产生中断唤醒；软件代码级优化，即节点采用了良好的编码风格，减少冗余编码，优化后的代码节省了CPU处理时间，使功耗大为降低；在寄存器传输方面，本发明采用了硬件结构优化和***流水线处理并行的优化策略，同时降低寄存器电容的片内存储器模块划分，降低活动因子的信号门控，减少毛刺的传播速度等，以此使寄存器传输功耗大为降低；在后端综合布线方面，本发明采用了优化电路，减少操作，修改信号相关关系等方式，进一步减少了综合毛刺的产生概率。

步骤11)节点可扩展性设计。随着集成电路和嵌入式技术的飞速发展，本发明也必将不断地改进和完善。因此，在节点设计过程中，预留了充分的接口，包括超过40个的主控模块输入输出接口，如以太网接口，以便今后的调用和扩展，便于后续产品的延续开发。

步骤12)节点抗干扰性设计。由于网关节点具有高频无线通信模块，且节点体积较小，布线较密，因此对节点的抗干扰设计要求较高。本发明在节点的高频无线通信部分设计加载滤波电容，在IC上并接高频电容，采用密集布线以减少高频噪声发射；在传播路径抑制方面，节点设计出带有滤波电路的稳定电源，在I/O口与噪声源之间加以隔离，同时，将干扰源与敏感器件分离。

步骤13)节点***软件设计。节点的***软件控制所有实时任务协调一致运行，***根据任务要求，进行资源管理，消息处理，任务调度，异常处理，并分配优先级，***根据各个任务的优先级，进行动态切换和调度。

步骤14)软件可靠性设计。本发明中的软件可靠性设计主要包括了抗干扰设计和容错设计。软件抗干扰设计是硬件抗干扰设计的辅助方法。本发明中，采用抑制迭加在信号通路上噪声的数字滤波和减少冗余指令的方法，采用精简指令***。当硬件出故障时，软件能迅速感知并采取相应补救措施。对一些特殊数据，可采用密文形式发送。

Claims (2)

1.一种无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法，其特征在于无线网关节点包括处理器模块、无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块、无线局域网802.11g通信模块、存储器模块和供电模块；网关节点放置于距离无线多媒体传感器网络中汇聚节点100米范围内，通过无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块接收由无线多媒体传感器网络发来的数据，放入存储器模块，然后由处理器模块进行协议的转换，最后通过无线局域网802.11g通信模块发出；而网关节点放置于距离无线局域网无线接入点200米的范围内，通过无线局域网802.11g通信模块发送存储器中经过协议转换后的数据，由无线局域网无线接入点转发至因特网上。

2.根据权利要求1所述的无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法，其特征在于该无线多媒体传感器网络与无线局域网的连接方法如下：

步骤1)明确节点的主要功能：网关节点的主要功能是接收由无线多媒体传感器网络中汇聚节点发来的数据，进行协议转换，然后发送到无线局域网的无线接入点，网关节点要求具有***高可靠性和高集成度，较好的实时分析与处理能力，数据传输精确性；

步骤2)节点基本架构设计：网关节点的基本架构分为三层，自底向上为：硬件平台层、嵌入式***内核及应用程序层；

步骤3)节点模块划分：网关节点由五个模块组成：处理器模块、存储器模块、近距离无线通信模块、无线局域网接入模块及供电模块；

步骤4)处理器模块设计：网关节点主要连接一个近距离无线通信模块和一个无线局域网接入模块，可以选用一个SPI接口连接近距离无线通信模块，并用以USB接口连接无线局域网接入模块；

步骤5)通信模块设计：与无线多媒体传感器网络通信的近距离无线通信模块包括低噪声放大器、ADC、DAC、功率放大器、控制逻辑、混频器、滤波电路、分频器、数字调制解调器、鉴相器、低通滤波器、天线；与无线局域网通信的无线通信模块包括收发器、功率放大器、内部晶振、频段开关、多路开关、天线等，在通信芯片与天线之间加一个功率放大器，以此来提高通信质量；

步骤6)存储器模块设计：无线多媒体传感器网络要传输的数据量大，所以要在网关节点上设置一个存储器模块，无线多媒体传感器网络数据有两种，一种是普通数据，如温度、湿度等；一种是多媒体数据如图像、音频等；而对于一些特殊数据需进行实时转发，所以将存储器模块分为三个部分：非即时多媒体数据存储单元、非即时普通数据存储单元和即时数据存储单元；

步骤7)供电模块设计：供电模块为上述各个模块提供能源，针对节点的睡眠模式、发送模式、接收模式、省电模式等四种不同的工作模式，提供了相对应的能源供给方式；考虑到网关节点可能离因无线局域网接入点很近，可以用220伏交流电进行供电，因此要为它设计一个交流电供电插口；

步骤8)数据收发模式设计：为节约有限的能量资源，节点在大部分时间处于睡眠模式；当有数据到达时，进入接收模式，接收数据，并将数据放入相应的存储单元，接收完成后，依次扫描即时数据存储单元、多媒体数据存储单元和普通数据存储单元，若即时数据存储单元中有数据或多媒体数据存储单元和普通数据存储单元中的数据满足一定数据量，进行数据包格式转换后发送至无线局域网接入点，发送完成后，节点进入睡眠模式；

步骤9)节点其它***器件选取：受到节点体积的约束，其它***器件选取尽量小的封装；同时要给节点设计JTAG接口，用以烧录程序及在线仿真。其它器件还包括：外部晶振、全向天线；

步骤10)节点功耗管理设计：节点的功耗管理主要包括了***级功耗管理，软件代码级优化，寄存器传输优化和后端综合布线优化；

步骤11)节点可扩展性设计：节点在设计过程中，预留了充分的接口，包括超过40个主控模块输入输出接口，如以太网接口等，以便今后的调用和扩展，便于后续产品的延续开发；

步骤12)节点抗干扰性设计：节点在高频无线通信部分设计加载滤波电容，在IC上并接高频电容，采用密集布线以减少高频噪声发射；在传播路径抑制方面，节点设计出带有滤波电路的稳定电源，在I/O口与噪声源之间加以隔离，同时，将干扰源与敏感器件分离；

步骤13)节点***软件设计：节点的***软件控制所有实时任务协调一致运行，***根据任务要求，进行资源管理，消息处理，任务调度，异常处理，并分配优先级，***根据各个任务的优先级，进行动态切换和调度；

步骤14)软件可靠性设计：节点设计中采用抑制迭加在信号通路上噪声的数字滤波和减少冗余指令的方法，采用精简指令***，当硬件出故障时，软件能迅速感知并采取相应补救措施，对一些紧急数据或其它特殊数据，可采用密文形式发送。

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