基于ZigBee机房远程无线监控系统的设计与实现

发布时间：2017-07-05 19:15

  本文关键词：基于ZigBee机房远程无线监控系统的设计与实现

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【摘要】：在信息化建设飞速发展的今天,计算机网络成为当今社会中最佳的处理工具。机房是计算机网络的数据中心,分布有很多重要的系统设备。机房环境以及设备的工作状态影响到整个计算机网络的正常运行,因此对机房的监控就显得尤为重要。本文在分析了机房监控现状的基础上,根据机房监控系统需要灵活部署,方便扩展的要求,采用无线通信的方式进行数据传输,通过上位机软件实现对机房监控效果的实时显示。在系统设计过程中,对比了多种短距离无线通信的特点,选择了组网灵活,通信可靠,成本低,功耗低的ZigBee无线网络通信技术。设备终端模块将采集到的数据通过ZigBee无线网络传输到协调器模块,协调器模块接收到的数据后再上传给上位机,上位机完成对数据的接收解析以及显示功能。在系统硬件设计中,采用了CC2530芯片作为系统的核心,根据其芯片的引脚功能和工作特性搭建了外围电路。根据各个模块实现的具体功能,完成了电源模块,复位模块以及通信模块的电路设计。在软件设计方面,研究了ZigBee无线网络的组网原理和方法,设计了终端设备模块和协调器模块的程序流程,使用ZigBee协议栈来完成系统无线数据传输和组网功能的实现。在上位机的软件设计方面,采用了LabVIEW来编写监控的显示软件。监控显示软件可以对收到的数据进行解析,将终端设备传输的机房环境的温度,湿度,柜机工作电压和工作状态参数显示到监控界面上。实验结果表明,本系统可以对机房的环境和柜机的工作状态参数进行实时采集,并且可以通过ZigBee无线网络进行实时、安全、可靠的通信。本文是ZigBee无线网络技术在监控系统中应用的初步研究与实现,通过IAR开发环境对ZigBee设备在特定环境中的组网和测试实验,验证了ZigBee技术应用于机房环境的可实施性,对于其他监控系统的应用有一定的借鉴意义。
【关键词】：机房监控 ZigBee无线网络 CC2530 LabVIEW
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究的背景和意义15-17
• 1.2 机房监控系统的发展过程和国内外研究现状及趋势17-19
• 1.2.1 机房监控系统的发展过程17-18
• 1.2.2 国内外的研究现状18
• 1.2.3 机房监控系统的发展趋势18-19
• 1.3 课题研究内容及论文安排19-21
• 第二章 Zig Bee无线通信技术概述21-31
• 2.1 无线通信技术21-22
• 2.1.1 无线通信技术介绍及网络特点21
• 2.1.2 典型的短距离无线通信技术21-22
• 2.2 Zig Bee技术的发展及特点22-24
• 2.3 Zig Bee的协议结构24-27
• 2.3.1 物理层24-25
• 2.3.2 介质访问层25
• 2.3.3 网络层25-26
• 2.3.4 应用层26-27
• 2.4 Zig Bee节点的工作模式27
• 2.5 Zig Bee的网络拓扑27-31
• 第三章 系统的硬件设计31-43
• 3.1 系统的总体介绍和功能31-32
• 3.1.1 技术要求31
• 3.1.2 功能指标31-32
• 3.1.3 功能要求32
• 3.1.4 总体设计32
• 3.2 系统硬件设计32-33
• 3.3 Zig Bee模块设计33-36
• 3.3.1 CPU和内存33
• 3.3.2 CC2530外设33-34
• 3.3.3 无线设备34
• 3.3.4 CC2530基本电路34-36
• 3.4 电源模块设计36-37
• 3.5 复位模块设计37-39
• 3.6 通信模块39-43
• 3.6.1 串口电平转换39-40
• 3.6.2 USB转串口40-43
• 第四章 系统的软件设计43-59
• 4.1 软件设计总体43
• 4.2 Zig Bee软件开发平台43-44
• 4.3 Z-Stack协议栈44-46
• 4.4 设备终端信号采集46
• 4.5 数据发送与接收46-49
• 4.5.1 系统初始化和串口初始化47-48
• 4.5.2 建立握手函数48
• 4.5.3 数据发送48
• 4.5.4 数据接收48-49
• 4.6 组建网络49-54
• 4.6.1 建立网络49-50
• 4.6.2 加入网络50-52
• 4.6.3 协调器程序设计52-53
• 4.6.4 终端设备程序设计53-54
• 4.7 上位机软件设计54-59
• 4.7.1 Lab VIEW介绍55-56
• 4.7.2 上位机软件设计流程56-59
• 第五章 系统的测试与分析59-65
• 5.1 Zig Bee模块测试59-63
• 5.1.1 Zig Bee模块的组网测试60-62
• 5.1.2 无线传输质量62-63
• 5.2 系统整体测试63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 本文研究工作总结65
• 6.2 对本文工作的展望65-67
• 参考文献67-69
• 致谢69-71
• 作者简介71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 郑晓庆;杨日杰;杨立永;赵轩坤;;多路输出DC-DC电路设计[J];国外电子测量技术;2012年09期

2 曹淳淳;;浅析无线通信技术的发展现状与发展趋势[J];中国管理信息化;2011年24期

3 李俊斌;胡永忠;;基于CC2530的ZigBee通信网络的应用设计[J];电子设计工程;2011年16期

4 杨诚;聂章龙;;ZigBee网络层协议的分析与设计[J];计算机应用与软件;2009年12期

5 凌志浩;周怡，

本文编号：523258