基于ZigBee的无线远程监测技术研究

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1、同济大学电子与信息工程学院硕士学位论文基于ZigBee的无线远程监测技术研究姓名：何杏宇申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：张浩20090301摘要工业环境和工业设备的运行状态影响着工业生产的J下常进行。实时的监测并对其诊断不仅可以降低因设备故障所带来的巨大损失，而且可以提高企业对危险事故的防范能力和对员工工作环境的优化程度。然而，往往在这些工业环境要求严格或环境恶劣的工业现场，禁止使用电缆或很难使用电缆，使得有线网络很难发挥优势。另外，随着监测系统规模的不断扩大，降低投资和使用成本成为工业通信技术发展的迫切要求。本文在研究设备远程监测与无线技术的的基础上，

2、顺应工业远程监测系统对无线传感器网络技术的需求，实现一个基于ZigBee嵌入式平台的无线远程监测系统。在该系统中，大量的智能传感器节点分布在需要进行监测的工业环境中，并对感兴趣的环境参数和设备状态进行采集，最终将各个传感器节点连接成无线局域网并接入有线网络，实现和有线网络的互联。力求低成本、低能耗、灵活、稳定、方便、快捷、安全的工业远程监测系统。论文首先介绍了ZigBee无线技术的特点和网络拓扑结构，详细分析了底层的IEEE802．15．4协议，并认真研究了网络层路由算法；接着，根据不同的工业需求设计不同工作方式和休H民唤醒模式；然后，根据Jennie公司的JN5

3、121芯片设计了相关Zig,Bee无线模块和外部接口扩展电路，搭建了无线收发系统的硬件平台；再次，根据ZigBee和IEEE802．15．4协议，设计了软件框架，搭建了软件开发平台；最后根据工业无线远程监测系统的实际应用需要编写程序代码，以实现无线远程监测网络的组网、信号采集、数据通信、路由转发、休眠唤醒等功能。关键词：ZigBee，IEEE802．15．4，远程监测，工业AbstractABSTRACTIndustrialproductionisaffectedbyindustrialenvironmentandindustrialequipmeritopera

4、tingstatus．Real·timemonitoringanddiagnosiscannotonlyavoidthetremendouslosscausedbyequipmentfailures，butalsoreducetheriskofaccidentandimprovetheworkconditionforstaff．Moreever,insomedemandingindustrialsites，cablesiscan’tbeused，cablenetworkslosetheiradvantage．Inaddition，withtheexpandingo

5、fthescaleofmonitoringsystemreducinginvestmentandresearchingnewcommunicationtechnologyforindustrialdevelopmentareurgentlyrequired．Accordingtotherequirementofindustrialremotemonitoringsystemwirelesssensornetworksisappliedtoindustrialfield．Thispaperconstructsawirelessremotemonitoringsyst

6、embasedonZigBee．Inthissystem，alargenumberofintelligentsensornodesaredistributedinindustialsitesforgatheringenvironmentalparametersandequipmentstatus．ThesesensornodeswillbeeventuallyconnectedintoawirelessLANtorealizealow—cost，low-power,flexible，stable，convenient，fastandsafeindustrialre

7、motemonitoringsystems．ThispaperfirstlyintroducesthecharacteristicsofZigBeeandit’Snetworktopology,andprovidesanalysisoftheIEEE802．15．4andresearchofroutingalgorithms；Secondly,accordingtoJennic’SJN5121chipitdesignsZigBeewirelessmodulesandexternalexpansioninterfacecircuittobuildthehardwar

8、eplat