基于ZigBee的无线仪表通信系统的研究.pdf

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1、2013年第6期工业仪表与自动化装置·55·基于ZigBee的无线仪表通信系统的研究董哲，宋红霞(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：基于TI的Z—STACK协议栈，研究了仪表无线通信系统，设计的软件在许多功能上突破了ZigBee的常规应用。而车间等一些工业现场中，每个终端节点连接一个设备或者仪表，节点必须不能失效，通过协调器网络维护，提高了网络稳定性。通过网络参数配置，实现了节点加入指定网络以及在不同网络之间自由切换。对于手持仪表，通过信号强度RSS!控制节点的运动距离，防止由于运动太远导致终端节点脱网。虽然节点的能量、计算能力、存储能力有限，但是通过休眠与拆包机制的协调，实现

2、节能以及大数据量的传输等。关键词：无线通信系统；ZigBee；网络维护；RSSI中图分类号：TN926文献标志码：A文章编号：1000—0682(2013)06—0055—04StudyofwirelessinstrumentcommunicationsystembasedonZigBeeDONGZhe，SONGHongxia(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NoahChinaUniversityofTechnology，Belting100144，China)Abstract：BasedonTIZ—STACKprotocolstack，

3、anindustrialwirelesscommunicationsystemwasresearched，adoptingsomenovelapproachesintheimplementationofZigBeeapplications．Inindustrialfield，reliabilityisakeyperformance，hencewedevelopedamaintenancemethodtoguaranteethecon—nectionofeachendpointnotbeingfailure．Throughthenetworkparameterconfiguration，then

4、odecanjointhespecifiednetworkandflexiblyswitchbetweendifferentnetworks．Forportableinstrument，anode’SmovingdistancecanbecontrolledthroughthesignalintensityofRSSI，preventingitfrommovingoutofthenetworkarea．Ahhoughtheenergy，computingandstoragecapacityofthenodesarelimited，throughthedormancyanddatadisasse

5、mblymechanism，energysavingandlargedatatransmissioncanbeachieved．Keywords：wirelesscommunicationsystem；ZigBee；networkmaintenance；RSS1在车间等工业现场实现仪表之间的无线组网，0引言对无线传感网络的要求，较其传统应用有一定区别。工业现场通常有种类繁多的检测仪表，例如压1)车间等场所仪表数量有限，所以与仪表连接的力变送器、流量计、温度变送器和液位计等，与有线ZigBee节点数量也是有限的；2)必须保证节点的健连接相比，使用无线网络进行分布式现场监控有极壮性，否则节点失效导

6、致与节点连接的仪表无法正大优势。ZigBee技术作为一种新兴的短距离无线传常进行通信；3)对于手持仪表设备，由于距离不断感器网络通信技术，具有短距离、低速率、低功耗等变化，网络也更加不稳定，频繁变化，不利于仪表的诸多优点。目前无线传感网络的应用有以下特点：正常通信，因此必须对仪表的运动距离加以限制；传感节点分布密集；传感节点容易失效或死亡；无线4)由于节点数量少，目的节点明确，直接写地址通传感网络的协议拓扑变化非常频繁；无线传感节点信比广播通信更节省资源，更便捷；5)邻近车间不多采用广播方式，造成串音等一系列问题；传感节点同的ZigBee网络之间不能相互干扰，而且节点要能的能量、计算能力、存储

7、能力有限。实现既能加入指定节点又能在不同网络(或者不同车间)之间自由切换。6)部分仪表有大数据文件的收稿日期：2013—07—22传输需求。7)某些情况下，仪表或车间需要远程管基金项目：北京市教委科研计划课题“ResearchProjectofBeijing理和访问。MunicipalCommissionofEducation”支持(KM201110009012)针对以上问题对基于Z—STACK协