智能光笔坐标测量系统zigbee无线传输网络的研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或

2、机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要在现代工业测控系统中，如何提高测控设备的便携性、系统的灵活性、降低成本，提高系统扩展性，如何实现对整个测控过程的实时监控和智能管理，一直是现代测控系统的重要研究方向。ZigBee无线网络具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点，将ZigBee技术应用于工业测控系统的数据采集及传输系统中，实现对工业测控系统的智能控制，使得成本得到很大程度降低、省去布线麻烦、应用范围得到提高。光笔式坐标测量机作为一种便携式坐标测量装置，有线

3、传输使得测量系统不够灵活、测量范围受限、大大降低了现场测量效率。因此将测量系统升级为无线传输是很有实际意义的。本文针对光笔式坐标测量系统对无线传输网络的低功耗、高可靠性、近距离的要求，选用了ZigBee技术构建测量系统的无线传输网络。本文采用TI公司的ZigBeeSOC解决方案CC2530无线单片机作为无线模块的核心芯片。本论文完成的主要工作包括以下几个方面：(1)对比和分析各种无线传输技术的优缺点及适用场合，并结合测量系统的实际需求，最终确定了采用TI的SOC芯片CC2530F256，组合经ZigBee联盟认证的TI的协议栈Z-Stack2007的解决方案。(2)重

4、点研究ZigBee网路组网流程以及每个节点加入网络后的工作方式，如何构建可靠的无线传输网络。在此基础上设计了一种Mesh网络结构的ZigBee无线传输网络，实现了网络中任意节点之间可以直接通信。(3)针对测量系统实际需求，基于应答和超时退出机制，制定了测量系统的传输协议，并完成了相关程序的编写，实现光笔、相机和计算机之间数据和控制信号的可靠传输。（4）在VisualC++6.0开发环境下设计了基于MFC的上位机操作界面，实现了对光笔和相机的实时控制及测量过程执行状况的实时显示等功能。（5）论文的最后对构建的ZigBee网络进行相关性能测试，以及传输协议可靠性的测试，并

5、对测试结果进行了分析。关键词：光笔式坐标测量机，无线传输，ZigBee技术，CC2530ABSTRACTInmodernindustrialmeasurementandcontrolsystem,howtoimprovetheportabilityandtheflexibilityofmeasurementandcontrolsystem,reducecosts,improvethescalability,andachievereal-timemonitoringandmanagementinthewholeprocess,whichhasalwaysbeenanim

6、portantdirectionoftheresearch.TheZigBeewirelessnetworks,whichriseinrecentyears,hastheadvantagesoflowcomplexity,lowpower,lowdatarateandcost.ZigBeetechnologyareappliedtodataacquisitionandtransmissionofindustrialmeasurementandcontrolsystem,whichachievedtheintelligentcontrolofthissystem,red

7、ucingthecostsinalargeextent,andeliminatingthetroubleofcabling.Andthescopeofapplicationisfurtherexpand.Thelightpencoordinatemeasuringmachineisaportablecoordinatemeasuringdevices.Butthecabletransmissionmakesthesystemtobenotflexibleenough,orthemeasurementrangeislimited,whichgreatl