论文部分内容阅读
近几年来，随着无线网络、传感器技术的发展，进行无线数据采集、传输和控制受到人们越来越多的瞩目。ZigBee作为一种全新的双向无线通信技术，广泛应用在国内外的智能家居信息感知和传输，各种工业现场和建筑内的火灾报警，以及农业生产中的农田信息采集等领域。考虑到不同领域的各个系统中都涉及到数据采集及传输部分，现为了缩短开发时间、降低成本，设计了一种基于ZigBee和GPRS网络的多用途无线数据采集系统。克服了传统有线方式中布线繁琐、功耗大、造价高的困扰，简化了数据采集的通信协议复杂系数，由全功能设备作为协调器节点，精简功能设备作为终端节点，降低系统功耗，延长电池的使用寿命。论文介绍了ZigBee技术的特点、协议栈结构以及三种网络拓扑结构。因为GPRS网络有高的可靠性和传输速率，并具有实时在线，覆盖区域广等优势，能够实现数据的远距离传送。所以本文基于ZigBee技术和GPRS技术，进行无线数据采集和远距离传输，并通过多种传感器采集不同的现场信号，方便二次开发，实现了多用途的功能。文章设计的无线数据采集系统主要包括传感器节点、协调器节点和远程监测控制中心三部分。传感器节点的主控制器选择CC2430芯片，此部分主要是对各种现场信号的采集，设计不同的接口来适应各类型的传感器，并将采集的数据通过ZigBee组成的网络传输到协调器节点。协调器节点的主控制器选用CC2430芯片，通过GPRS将数据传送到监控中心。GPRS模块采用GTM900B，将数据传输到远程监控中心的PC机显示给管理人员，再由管理人员做出相应指示。结合无线数据采集的特点，本文创造性的利用太阳能供电，设计了总体供电部分的电路。为节省开发周期，软件部分采用模块化的设计思想，具体设计了每一部分的流程图。最后对传感器的数据采集以及CC2430芯片的通讯功能作了具体测试，结果表明系统基本能够实现预定功能目标，达到了数据采集系统的实时性、可靠性和网络化的要求。论文所设计的基于ZigBee技术的无线数据采集系统结构简单、安装维护方便，适合各种数据采集工作，克服了传统采集系统存在的缺陷与不足，实现了数据的采集、远距离传输与监控，具有很高的应用价值。