基于ZigBee技术的数据传输系统的研制
本文选题:ZigBee + 自组网 ; 参考:《中国地质大学(北京)》2017年硕士论文
【摘要】:基于ZigBee技术的数据传输系统是地震仪的重要组成部分之一,具有低成本、低功耗、可扩展和兼容性好等优点。该无线数据传输系统能够实现地震仪的高精度定位和数据的实时传输,可以实时掌握每个地震台站的工作状态。使用基于差分协议RTCM的GPS模块和自组网的ZigBee模块等硬件,研制了实时数据传输系统。根据ZigBee模块的功能划分,该数据传输系统分为主节点和子节点。主节点由供电电路、充电电路、GPS电路、ZigBee传输电路和串口转网口电路组成。子节点由供电电路、充电电路、GPS电路、ZigBee传输电路、主控电路和采集电路等组成。它们都由锂电池供电,通过升压和稳压等电路给主节点和子节点上的各个芯片提供电能。充电电路中包含一块锂电池充电管理芯片,具有输入过流、电池温度监控和电池反接保护等功能。主控电路主要负责控制各个模块的供电、地震数据的采集、传输与存储等。该数据传输系统的软件程序设计是将基于IEEE 802.15.4协议栈的星型低速率无线个人局域网络和载波相位差分定位技术结合起来。当子节点与主节点组网成功后,多个流动站使用RTCM协议,通过无线数据通信链路同时接收来自基站接收机误差改正数,来实现分米级定位精度,并且通过无线个域网将多个子节点采集到的震动数据分时传输给主节点,主节点通过无线网桥传输给PC上位机。通过对该传输系统整机测试,该数据传输系统在长时间的数据传输测试中具有高可靠性、高精度和高稳定性。
[Abstract]:Data transmission system based on ZigBee technology is one of the important components of seismograph. It has the advantages of low cost, low power consumption, extensibility and good compatibility. The wireless data transmission system can realize the high-precision location of seismograph and the real-time transmission of data, and can grasp the working state of each seismic station in real time. The real time data transmission system is developed by using the GPS module based on differential protocol RTCM and the ZigBee module of ad hoc network. According to the function division of ZigBee module, the data transmission system is divided into main node and child node. The main node is composed of power supply circuit, charging circuit and GPS circuit, ZigBee transmission circuit and serial port transposition circuit. The sub-nodes are composed of power supply circuit, charging circuit and GPS circuit, ZigBee transmission circuit, main control circuit and acquisition circuit. They are powered by lithium batteries and provide power to each chip on the primary and child nodes through circuits such as booster and voltage stabilisation. The charging circuit includes a lithium battery charge management chip with input overcurrent, battery temperature monitoring and battery reverse protection. The main control circuit is mainly responsible for controlling the power supply of each module, seismic data acquisition, transmission and storage. The software program of this data transmission system is based on IEEE 802.15.4 protocol stack, which combines star low rate wireless personal local area network with carrier phase difference location technology. When the sub-nodes and the master nodes are successfully connected, several mobile stations use the RTCM protocol to receive the error corrections from the base station receiver simultaneously through the wireless data communication link to achieve the decimter-level positioning accuracy. And the vibration data collected by multiple sub-nodes are transmitted to the master node through the wireless personal area network, and the master node is transmitted to the PC through the wireless bridge. By testing the whole transmission system, the data transmission system has high reliability, high precision and high stability in the long time data transmission test.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92;P631.43
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,本文编号:1894208
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