基于无线传感器网络的工厂数据监控系统设计

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:sisu16113
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随着传感器技术和无线通信技术的发展,无线传感器网络成为当前国际上备受关注的前沿热点研究领域。它通过集成微型传感器对研究对象实施监测、采集数据,并用无线的方式把信息发送出去,在军事国防、工农业控制、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域获得广泛应用。ZigBee技术是一种安全、低功耗的近距离无线组网通信技术,其核心是多信道通信装置和微控制器。它一般采用低廉的8位微处理器,将无线射频收发模块集成在一块芯片上,外围接上几个阻容和晶振等器件,再连接上一些A/D、D/A、I/O接口及控制电路,即可以组成各个职能节点、无线传感器网络节点的核心控制模块。ZigBee显著的特点是低速率、低功耗、低成本、安全性和灵活的网络拓扑结构。在工作模式下,ZigBee技术的传输速率低,传输数据量很小,因此信号的收发时间短、能耗小;在非工作模式时,ZigBee处于休眠模式,也使得它非常省电。ZigBee的媒体接入控制层采用CSMA/CA接入算法,同时为需要固定带宽的通信业务预留专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层支持确认的数据传输模式,要求每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息,如果传输过程中出现问题可以进行重发,从而建立起可靠的数据通信模式。本论文首先简要介绍了课题研究的背景、意义以及所要研究的内容,概述了无线传感器网络的发展历史、网络拓扑结构及其实际生活中得应用,并着重研究了ZigBee通信协议内容、特点以及通信协议的架构。其次,设计了适合实际要求的ZigBee简单协议,介绍了协议的特点,并用CC2430完成设计分布式温度监控系统的温湿度传感器节点和中心节点,讨论了节点软件程序结构及流程。最后,介绍了ZigBee开发软件环境IAR,以及仿真过程,并通过加载程序,验证了无线网络数据的采集和传输。
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