基于无线传感器网络工厂数据监控系统设计

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1、摘要基于无线传感器网络的工厂环境数据监控系统设计作者简介：李永刚，男，1984年lO月生，师从成都理工大学副教授，祝忠明，2011年6月毕业于成都理工大学通信与信息系统专业，获得工学硕士学位。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

2、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，Zig,Bee处于休眠模式，也使得它非常省电。ZigBee的媒体接入控

3、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，并着重介绍了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Zig,Bee简单协议，介绍了协议的特点

4、，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。关键词：无线传感器网络ZigBee温度传感器成都理工大学硕士学位论文————————————————————————————————————————————————一一IThemonitoringsystemdesignoffactoryenvironmentbasedonwirelesss

5、ensornetworkInUoductionoftheauthor：Liyonggangmale，wasborninOctober,1984whosetutorwasProfessorZhuzhongming．HegraduatedfromChengduUniversityofTechnologyincommunicationsmajorandWasgrantedtheMasterDegreeinJune,2011．AbstractWiththedevelopmentofthesensortec

6、hnologyandwirelesscommunicationtechnology,thetechnologyofwirelessSenSornetworkisgoingtobecomemore舶nticrresearchfidled．Ituseallkindsofintegratedmicro—SenSOrStoimplementmonitoring’studyobject，andcollecteddataonthewirelesswayout．ItWaSwidelyusedbvtheinfor

7、mationsentmilitarydefense,agriculturalandindustrialcontrol，biologicalandmedicaltreatment，environmentdetects，emergencyrgscueanddisaSterrelief,dangerousarearemotecontrolfieldsofapplication．ZigBeeisasafe,low-powershort-rangewirelessgroupnetworkcommunicat

8、iontechnology,andthecoreisthemulti-channelcommunicationdevices锄dmicr0controllers．Itisgenerallyusedasinexpensivemicroprocessor8．ThewirelessRFtransceivermoduleisintegratedonasinglechiptoconnectedtoseveralperipheraldevicessuchasRCandcrystal．Itisc