基于RFID技术和ZigBee技术的定位节点设计

发布时间：2017-04-26 12:10

  本文关键词：基于RFID技术和ZigBee技术的定位节点设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息科技的快速发展，红外线、GPS、基站定位等传统定位方法也越来越完善，但是在一些室内或地下等复杂环境中，以上的方法均不能很好的运用到定位系统中。目前，很多定位方法仍是采用有线通信的传统方式，通过RFID射频识别系统采集各种信息，通过有线通信的方式发送到计算机。现在这种技术已经比较成熟，但在布线安装过程中需要消耗大量的人力，物力和财力，并有实时性较差和人为误差等缺点。 针对以上问题，如果将有线通信换为无线通信，就可以实现灵活组网，不受布线的约束。ZigBee是一种新型的无线网络技术，具有组建网络灵活、节点耗电低、通信效率高、双向传送数据等优势，适合应用在复杂且较难维护的环境中实现数据传输。本文的重点是将RFID模块嵌入到ZigBee节点，实现组建网络完成信息传输，以代替传统的有线通信。 论文首先对课题的背景和意义进行介绍，对国内外相关技术的发展状况进行分析。然后介绍了RFID技术的基本概念、标签和阅读器的工作原理，以及ZigBee技术的概念、网络拓扑和协议框架，并对两种技术相结合进行了可行性分析。设计RFID模块与ZigBee模块混合组网的总体方案，并对混合组网的关键技术进行了研究。本文采用CC2530芯片作为硬件设计的基础，设计出了基于RFID技术和ZigBee技术的终端节点，以及网络中的路由器和协调器给出了具体的设计方案，并对一些细节问题进行了研究。在软件设计方面，以串口通信协议为基础设计RFID通信程序，在IAR开发环境下，利用ZigBee2007协议栈ZigBee模块之间的通信程序。最后，通过对系统的测试，终端节点能够与网络中其他节点实现通信，并在计算机上显示终端节点读取到的数据，实现的各项既定功能，基本达到了预期目标。 论文通过对定位节点进行设计，在读取定位标签时实现对终端节点的定位，通过测试基本实现各项预期功能。文章在最后还指出了系统中有待解决和完善的问题，提出了系统改进的几点意见。
【关键词】：RFID ZigBee CC2530 定位系统 终端节点
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及意义10
• 1.2 相关技术国内外发展状况10-13
• 1.2.1 RFID 技术国内外发展状况10-12
• 1.2.2 ZigBee 技术国内外发展状况12-13
• 1.2.3 RFID 技术与 zigbee 技术相结合的优势13
• 1.3 论文的主要内容13
• 1.4 论文的章节安排13-15
• 第2章 相关技术分析15-26
• 2.1 RFID 技术15-19
• 2.1.1 RFID 的分类15
• 2.1.2 RFID 系统的结构组成15-17
• 2.1.3 RFID 的工作原理17-19
• 2.1.4 RFID 的技术优势19
• 2.1.5 RFID 的主要应用19
• 2.2 ZigBee 技术19-25
• 2.2.1 ZigBee 技术概述19-20
• 2.2.2 ZigBee 的技术特点20
• 2.2.3 ZigBee 设备类型20
• 2.2.4 ZigBee 的网络拓扑20-22
• 2.2.5 ZigBee 技术的协议框架22-24
• 2.2.6 ZigBee 无线网络组网过程24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 系统总体设计方案26-29
• 3.1 设计思路26-27
• 3.2 定位系统应用方式27
• 3.3 数据传输27-28
• 3.4 终端节点定位28
• 3.5 本章小结28-29
• 第4章 系统硬件设计29-41
• 4.1 电子标签29
• 4.2 终端节点29-38
• 4.2.1 RFID 与 ZigBee 混合组网的关键30
• 4.2.2 RFID 阅读器模块30-32
• 4.2.3 ZigBee 模块32-35
• 4.2.4 S3C2440 微处理器模块35-37
• 4.2.5 底板电路设计37-38
• 4.3 路由器和协调器模块的设计38-40
• 4.3.1 路由器38-40
• 4.3.2 协调器40
• 4.4 本章小结40-41
• 第5章 系统软件设计41-53
• 5.1 软件开发平台搭建41-46
• 5.1.1 操作系统选择41
• 5.1.2 交叉编译环境41-42
• 5.1.3 U-Boot 移植42-43
• 5.1.4 移植 Linux 内核43-44
• 5.1.5 根文件系统制作44-46
• 5.2 RFID 模块软件设计46
• 5.3 ZigBee 模块软件设计46-52
• 5.3.1 IAR 开发环境46-47
• 5.3.2 ZigBee2007 协议栈47-48
• 5.3.3 基于 OSAL 开发无线通信程序48-49
• 5.3.4 ZigBee 协调器建立网络49-51
• 5.3.5 ZigBee 路由器、终端加入网络51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 系统功能测试53-60
• 6.1 测试环境和测试方案53
• 6.2 系统稳定性测试部分53-55
• 6.3 数据传输性能测试55-58
• 6.4 通信距离测试58-59
• 6.5 本章小结59-60
• 第7章 总结与展望60-62
• 7.1 总结60
• 7.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 在学研究成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

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本文编号：328418