基于arm和zigbee技术的测控系统研究与设计

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1、单位代码：10293密级：公开硕士学位论文论文题目：基于ARM和ZigBee技术的测控系统研究与设计学号1011020701姓名徐鹏泰导师刘陈教授，杨浩副教授学科专业电路与系统研究方向智能信息处理申请学位类别工学硕士论文提交日期二〇一四年四月万方数据ResearchandDesignofMonitoringandControlSystemBasedonARMandZigBeeThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngine

2、eringByXuPengTaiSupervisor:Prof.LiuChen,YangHaoApril2014万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它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。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：________

3、_____日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；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；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要随着嵌入式技术的飞速发展，传统的测

4、控系统正逐渐被无线化、网络化、智能化的嵌入式远程测控系统所替代。ARM是一种低功耗、高性能的32位RISC处理器，在嵌入式领域占有主流地位。ZigBee技术具有低功耗、低复杂度、低成本的特点，适合一些布线困难，环境复杂的测控场合。因此，将ARM和ZigBee技术引入远程测控系统具有广阔的应用前景。本文主要完成以下几个方面工作：（1）提出了基于ARM和ZigBee技术的嵌入式远程测控系统总体方案，该方案在测控现场布置ZigBee无线传感网络，在ARM网关上部署嵌入式Web服务器，远程客户端通过互联网访问系统网关，实现对测控现场的数据查询和实时控制。（2）

5、基于CC2530片上系统，设计了ZigBee网络中测控节点和汇聚节点的硬件电路。构建实现嵌入式Web服务器功能的网关，针对基于ARM9的mini2440开发板对Linux内核进行移植，并构建U-Boot和YAFFS2根文件系统，实现网关Linux操作系统的搭建。（3）构建ZigBee无线传感网络，分析Z-Stack协议栈的软件架构和组网流程，设计了适合测控现场的树型网络拓扑。通过对协议栈APP层程序的设计和HAL、MAC、ZDO层代码的移植，并且在ZigBee网络无线链路上实现ModbusRTU协议，使测控节点能够对测控现场的电流、电压、继电器状态信息

6、进行周期采集，与汇聚节点无线通信，将数据上报给服务器，测控节点同时能够响应无线查询和控制指令，实现继电器和电压模拟量输出的控制功能。（4）将嵌入式Web服务器Boa和嵌入式数据库SQLite3移植到网关，使网关同时实现嵌入式Web服务器的功能。设计了测控系统的操作界面，编写CGI程序和网关应用程序，处理客户端请求和测控现场数据，实现系统对测控现场的数据解析、存储、查询和控制功能。对本文设计的嵌入式远程测控系统进行测试，结果表明传感网络的数据采集与控制、无线数据收发以及网关的数据处理性能均满足设计要求。关键词:ZigBee，测控系统，ARM9，Web，M

7、odbusRTUI万方数据AbstractWiththedevelopmentofembeddedtechnology,thetraditionalmonitoringandcontrolsystemisreplacedbytheembeddedremotemonitoringandcontrolsystem,thesystemincludethetechnologyofwireless,networkandsmart.ARMisalowpower,highperformance32bitRISCprocessor,whichoccupiesamajo

8、rpositionintheembeddedfield.ZigBeeislowpower,lo