基于ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、無線網(wǎng)絡(luò)是一種采用無線電信號(hào)為介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò),通過無線通信的方式組成的一個(gè)多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)能夠協(xié)作地感知、采集和處理覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測對(duì)象的信息。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比,它不需要對(duì)安裝區(qū)域內(nèi)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行布線,因此,在信號(hào)覆蓋范圍內(nèi),所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備均可以不受線纜的限制任意布置。本文應(yīng)用TI公司推出開放式商業(yè)化ZIGBEE協(xié)議棧——Z-Stack,設(shè)計(jì)了一個(gè)應(yīng)用于車間的樹簇拓?fù)浔O(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。ZIGBEE是一種短距離無線通信技術(shù),其中

2、物理層和MAC層協(xié)議由IEEE802.15.4協(xié)議定義,網(wǎng)絡(luò)層和安全層由ZIGBEE聯(lián)盟制定,應(yīng)用層根據(jù)用戶自己的需要,對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用。本文是作者在工程碩士研究生期間的研究總結(jié),通過對(duì)某工廠車間內(nèi)的設(shè)備加裝自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),利用ZIGBEE協(xié)議技術(shù)組建一套短距離、低速率、低成本、低功耗的無線通信組網(wǎng),把無線通訊的方式應(yīng)用到自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立一個(gè)基于ZIGBEE通訊協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)模型。分析Z-Stack協(xié)

3、議棧工作原理,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)建立流程、樹簇拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的建立、分布式網(wǎng)絡(luò)地址分配、自愈路由算法等內(nèi)容等,測試網(wǎng)絡(luò)的連通性和可靠性。⑵數(shù)據(jù)需求分析:根據(jù)工廠生產(chǎn)的需要,分析需采集的信號(hào)類型、采集位置、工作方式以及車間環(huán)境,并根據(jù)這些因素設(shè)計(jì)傳感器、采集器等硬件設(shè)備。⑶根據(jù)已ZIGBEE通訊協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行擴(kuò)展,并根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)類型,設(shè)計(jì)相關(guān)的硬件和軟件,以滿足實(shí)際生產(chǎn)中數(shù)據(jù)采集的需要。⑷根據(jù)工廠數(shù)據(jù)分析需要,編寫上位機(jī)應(yīng)用程序。包括設(shè)計(jì)數(shù)

4、據(jù)庫、應(yīng)用軟件的編寫、報(bào)表以及分析圖表等。該系統(tǒng)可取代有線傳輸方式進(jìn)行通信和組網(wǎng),與其目前其他一些主流無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比,不僅降低系統(tǒng)復(fù)雜度,還提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表紀(jì)錄、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)車間管理自動(dòng)化、信息化。該系可基于工廠原有控制基礎(chǔ)之上,且不需要進(jìn)行額外布線改造,所以前期投入不高,后期使用成本也極低,因此該系統(tǒng)特別適合那些老舊設(shè)備或因廠房老舊難以進(jìn)行布線的舊工廠車間的自動(dòng)化改造。由于目前國內(nèi)工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)程度不