基于无线mesh网络的数据采集控制系统设计与实现

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1、硕士学位论文基于无线Mesh网络的数据采集控制系统设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFDATAACQUISITIONANDCONTROLSYSTEMBASEDONWIRELESSMESHNETWORK宋振国哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP274学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工学硕士学位论文基于无线Mesh网络的数据采集控制系统设计与实现硕士研究生：宋振国导师：刘晓为教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：微电子学与固体电子学所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月授予学位单位

2、：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP274U.D.C:621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFDATAACQUISITIONANDCONTROLSYSTEMBASEDONWIRELESSMESHNETWORKCandidate:SongZhenGuoSupervisor:Prof.LiuXiaoweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:Microe

3、lectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefense:July,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着无线网络技术的发展，无线Mesh网络已经越来越受到重视，已成为未来新型网络技术重点研究内容。传统的无线局域网（WLAN）覆盖范围小，只能形成局部网络，部署和安装比较复杂，造成成本高，同时在网络中存在盲区，健壮性差。而

4、无线Mesh网络采用多跳网络方式进行数据传输，在网络中节点可以进行自组织、自维护，具有覆盖范围广、部署和安装快速、容量大、结构灵活、成本较低、带宽高等特点。因此，将无线Mesh网络作为本文网络技术的重点研究方向。本文结合嵌入式技术和无线网络技术设计了基于无线Mesh网络的数据采集控制系统。该系统可以采集农业现场的数据信息和控制农业某些设备的状态，选择无线Mesh网络作为网络传输媒介。系统主要分为数据采集控制终端和主控网络模块两部分，它们之间采用SPI总线技术进行交互通信。采用多路采集和控制接口设计数据采集控制终端中的模拟信号采集模块、数字信号

5、采集模块、数字信号输出模块，为了避免引入农业现场干扰信号破坏系统电路，每个模块都采用光耦隔离技术进行电气隔离。同时，主控网络模块中运行Linux操作系统，在其上面移植了SPI驱动、USB网卡驱动和AODV路由协议，实现了无线Mesh网络。系统经过测试，模拟输入模块采集电流的精度在±5%之内，数字信号采集模块和数字信号输出模块准确率均达到98%以上，搭建的无线Mesh网络的传输速率降低、延时增加，但误码率降低、健壮性增强，网络中盲区减少。本文结合了无线Mesh网络技术和嵌入式软硬件技术，同时又克服了传统WLAN网络的弊端。实现了一套完整数据采集

6、与控制系统，将对以后农业采集控制系统发展具有巨大的推动作用。关键词：无线Mesh网络；嵌入式系统；数据采集控制；AODV路由协议I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofwirelessnetworktechnology,wirelessMeshnetworkhasbeenpaidmoreandmoreattention.,hasbecomeoneofthekeyresearchcontentsandthedevelopmentdirectionoffuturewirelessnetworktec

7、hnology.ThetraditionalwirelessLAN(WLAN)coveragecanonlyformthelocalnetwork,deploymentandinstallationismorecomplex,resultinginhighcosts,whiletheexistenceofblindspotsinthenetworkandrobust.Thewirelessmeshnetworkusesmultihopnetworktotransmitdata,andnodescanselforganization,selfm

8、aintenanceinthenetwork,ithasthefeaturesofwidecoverage,rapiddeploymentandinstallati