基于Arduino的ZigBee无线传感网络节点设计与实现

发布时间：2017-10-14 17:06

  本文关键词：基于Arduino的ZigBee无线传感网络节点设计与实现

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【摘要】：无线传感网络的出现提升了人们获取自然信息的能力,它将物理信息的采集与无线网络传输结合到一起,有着非常良好的应用前景。无线传感网络节点是无线传感网络的基本组成元素,因而无线传感网络的工作效率及工作成本是整个无线传感网络性能优劣的关键因素。伴随着无线传感网络的持续发展,现有的无线传感网络节点已表现出结构灵活性差、可变度低、通用性弱等局限及不足。本文在现有研究基础之上,结合Arduino开发优势及ZigBee无线通信技术特点,对提升无线传感网络节点的通用性和灵活性及降低节点的成本和能耗进行了研究。本文所进行的研究工作主要包含以下几点:一是研究ZigBee通信协议及其组网技术,并在此基础之上设计课题所需的通信协议。二是研究设计及实现基于Arduino技术的ZigBee无线传感网络节点的硬件系统,结合ZigBee无线传感网络节点需求选择合适的Arduino开发板,并以该开发板为设计原型进行功能模块的电路设计。对于无法参考Arduino开发板进行设计的功能模块,再以XBee ZB模块及外围电路设计、DS2438芯片及外围电路设计作为补充完善节点硬件系统设计。此外,在节点电路原理图设计完成后,对节点PCB板进行了合理的设计和制作。三是在无线传感网络节点通信协议及硬件设计的基础之上研究设计及实现该无线传感网络节点的软件系统,通过设计合理的软件工作流程、编写高效的信息采集处理及无线通信程序,实现节点信息采集及信息传输的智能化。本文完成了对基于Arduino的ZigBee无线传感网络节点的设计和实现,进而从通信功能角度及传感数据采集角度以温度数据监测为例对节点的实际功能进行了测试,并对多节点组网及组网后形成的小型无线传感网络系统的功能进行了测试,此外还对节点的能耗进行了测试及分析。以上测试结果验证了本课题设计方案的可行性,并以新兴技术Arduino与无线传感网络节点开发的结合为无线传感网络节点的设计及应用提供了可参考的研究方法。
【关键词】：无线传感网络节点 ZigBee Arduino
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN92

【参考文献】

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1 邢琳琳;基于RFID技术的多信息动态标识系统的研究及应用[D];浙江大学;2013年

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本文编号：1032144