ZigBee技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前在國際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器、嵌入式計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)以及無線通信和分布式信息處理等技術(shù)。它能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)調(diào)完成對各種環(huán)境或監(jiān)控對象的信息實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集，并將這些信息通過自組織多跳無線網(wǎng)絡(luò)傳送到用戶終端，從而實(shí)現(xiàn)物理世界、計(jì)算機(jī)世界與人類社會(huì)的三元世界的連通。
　　 ZigBee是一種新興的短距離、低速率、低成本、低功

2、耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它具有很強(qiáng)的自組織、自愈能力和高安全性，很適合于用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文提出把ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，以解決目前有線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)存在的一些問題。
　　 本文在深入研究zigBee技術(shù)的協(xié)議規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和路由算法后，根據(jù)工業(yè)監(jiān)控的要求，設(shè)計(jì)了一個(gè)ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。采用CC2430芯片設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器、路由器與傳感器三種節(jié)點(diǎn)的硬件電路。由于CC2430芯片的通信距離只有75m左右，

3、在電路中增加一個(gè)PA芯片來延長通信距離以滿足工業(yè)中對距離的要求。節(jié)點(diǎn)的硬件電路采用模塊化設(shè)計(jì)思想，可以減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，減小無線電路的干擾。
　　 在軟件方面，本文采用MSSTATE LRWPAN協(xié)議棧。根據(jù)實(shí)際需要，增加了上位機(jī)對傳感器節(jié)點(diǎn)參數(shù)的修改功能。為了降低節(jié)點(diǎn)功耗，設(shè)計(jì)了傳感器節(jié)點(diǎn)的休眠模式，并解決了休眠模式產(chǎn)生的無法接受上位機(jī)命令幀的問題。此外，為了簡化節(jié)點(diǎn)處理數(shù)據(jù)的復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)據(jù)的能力，提出了一套網(wǎng)絡(luò)中數(shù)