基于GPRS和无线传感器网络的现场监控系统

《基于GPRS和无线传感器网络的现场监控系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2oo8年仪表技术与传感器2oo8第12期InstmmentTechniqueandSensorN0．12基于GPRS和无线传感器网络的现场监控系统朱运利(北京电子科技职业学院工程技术系，北京l00029)摘要：提出一种基于GPRS移动通信与zigBee通信技术的现场监控无线网络系统，介绍系统的组成、通讯协议和无线节点的软硬件设计。系统使用GPRS和zigBee技术，实现了系统与标准产品的互联，具有良好的通用性和可扩展性。关键词：GPRS；ZigBee；现场监控；无线网络中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1o

2、02～1841(2oo8)12—0046一O2FieldM0nit0ringSystemBased0nGPRSandWirelessSensOrNetw0rkZHUYun—li(EngineeringDepartment，BeijingV0cati0nalCouegeofElectr0IlicScience，Beij．mg1O0029，China)Abstract：Thisp印erpresentedafieldmonitoringwiI℃lessnetworksystembasedonGPRSm0bilecommunic

3、ationandZigBeecommunicati0ntechnology．Itintmducedthesystemcompositionandthes0ftwareandhardwaredesignofcommunicationpr0toco1andwirelessnode．ThesystemusesGPRSandZigBeetechn0logy，implementstheinterconnectionofsystemandstandardpr(】duct，hasgoodgeneralityandexpansibili

4、ty．r●Lr●●●●l一2一Keyw0rds：GPRS；ZigBee；fieldmonitoring；wirelessnetw0rkO引言传统的现场监控系统大多采用有线方式或433MHz无线ZigBeeGSM方式布防，随着zigBee网络技术的发展，结合GPRs短信和无线网络无线网络数据流方式实现数据传递的特点，设计了一套GPRS+ziee的现场监控系统。系统由主机模块、终端模块和GPRs远程服务器3部分组成。主机模块包括GsM／GPRs通信模块、zigBee短信／GPRs交互通信模块及cPu，完成系统的集中控制；终端

5、模块由zigBee通从节点传感器数f据读取l信模块、传感器和控制电路组成，完成传感器的状态读取和设从节点设备控制l备操作；GPRS远程服务器完成对主机模块的数据定时读取及分析、下达终端模块的控制命令。系统安全可靠，安装灵活简J网络拓扑控制J单，工业现场和远程采集控制均适用。GPRs远程服务器1系统工作原理系统采用AVR处理器和无线芯片A6RF230，实现传图1系统整体设计方案感器节点、对象控制节点与GPRs网关节点之间的无线通信，系统可以使用短信、GPRs和语音等方式对紧急情况进行报警及对现场设备进行远程控制。1．1系统

6、结构系统结构框图如图1所示。1．2无线网络节点无线网络节点的设计框图如图2所示。ATmega1281为高性能RIsc处理器，主要完成传感器状态的读取、电池供电监测、zigBee协议栈处理、R30芯片控制和主机通信等功能。图2无线网络节点结构图A6RF230主要应用在802．15．4协议和zigBee协议，在系统中完成无线网络节点与主机的数据通信功能。主机。传感器信号经处理后送给ATmega1281处理器，在处理器以燃气传感器为例，信号处理电路如图3所示。内部，将传感器数据进行格式化处理，并通过无线方式传输到1．3GSM／

7、GPRS网关主机主机的系统结构图如图4所示。GsM／GPRs通信模块采基金项目：北京市教育委员会科技发展计划面上项目(0600)用无线数据传输模块Mc35i【5_，支持数据、短信、语音和传真业收稿日期：2o07—09—6收修改稿日期：2oo8—09一O3第12期朱运利等：基于GPRs和无线传感器网络的现场监控系统47A_B：A，AB—S：NA，NB，A，B，MAC(KBs，NAINBIAIB)燃s—}A：{sKAB}KAs，MAc(KAs，NAIBl{sKAB}KAs)s—，B：{SKAB}KBs，MAC(KBs，NBl

8、Al{SKAB}KBs)sK是主机s为网络终端设备A和B设定的临时通信密钥，N和N是强制新鲜认证的Nonce随机数。在密钥协商过程中必须使用强制新鲜认证，以确保协商过程的顺利完成。在通信完成后可以直接丢弃信任密钥，若需要再次通信，则可以图3燃气探测器信号处理电路重新协商新密钥。务。AT86RF230接收无线网络节点向