基于无线传感器网络的仓储监控系统设计

发布时间：2017-05-19 14:12

  本文关键词：基于无线传感器网络的仓储监控系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：仓储环境监控系统通过传感器获得仓储区域内环境参数,并对数据进行分析和决策。短距离无线通信技术ZigBee凭借其功耗低、成本低、组网容量大等优点,克服了传统仓储监控手段的网络布局困难、节点智能化程度低等缺点。本文设计了基于ZigBee技术的无线传感器网络仓储环境监控系统。 无线传感器网络在仓储环境监控系统中负责完成数据的无线收发和处理任务。本文首先介绍了ZigBee技术应用中的IEEE802.15.4、ZigBee网络协议以及网络拓扑结构。并分析仓储环境监控系统的功能要求,搭建总体设计方案。本文采用TI公司的无线通信芯片CC2530作为传感器网络节点,完成了ZigBee射频模块电路和外围电路的芯片选型和设计方法。软件开发工具选用TI公司配套的IAR Embedded Workbench开发环境。在探究Z-Stack协议栈的运行机制、寻址模式和ZigBee网络组网基础上,针对ZigBee协调器和终端节点分别进行了程序设计,实现了ZigBee网络的组建。并完成了数据通信协议设计和上位机监控软件开发,实现了上位机与ZigBee网络的通信。 本文最后测试了网络终端节点的功耗并估算了节点的使用寿命。通过测试网络节点间数据发送丢包率来评估数据传输质量。
【关键词】：无线传感器网络 仓储监控 协议栈 CC2530
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP277;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 无线传感器网络的国内外研究现状及发展趋势11-12
• 1.3 论文的主要工作和章节安排12-14
• 第2章 无线传感器网络技术14-21
• 2.1 IEEE 802.15.4和ZigBee网络协议14-18
• 2.1.1 物理层15
• 2.1.2 MAC层15-16
• 2.1.3 网络层16-17
• 2.1.4 应用层17-18
• 2.2 ZigBee技术的网络拓扑18-21
• 2.2.1 星型拓扑结构18-19
• 2.2.2 树型拓扑结构19
• 2.2.3 网状拓扑结构19-21
• 第3章 系统总体设计方案21-25
• 3.1 系统功能要求21-22
• 3.2 系统整体框架与运行流程22-24
• 3.3 本章小结24-25
• 第4章 无线传感器网络硬件设计25-43
• 4.1 传感器网络节点的硬件选型25-27
• 4.2 传感器网络节点的硬件组成27-28
• 4.3 CC2530芯片内部电路28-32
• 4.4 CC2530外围电路设计32-41
• 4.4.1 电压转换和LED电路33-35
• 4.4.2 传感器模块设计35-39
• 4.4.3 天线设计39-41
• 4.4.4 串口电路设计41
• 4.5 本章小结41-43
• 第5章 传感器网络软件设计43-62
• 5.1 软件开发环境与工具43-45
• 5.1.1 开发平台IAR Embedded Workbench43
• 5.1.2 仿真器与下载工具43-45
• 5.2 ZigBee协议栈45-51
• 5.2.1 ZigBee协议栈简介45-46
• 5.2.2 Z-Stack的运行原理46-48
• 5.2.3 Z-Stack的寻址模式48-49
• 5.2.4 ZigBee组网过程49-51
• 5.3 ZigBee协调器的程序设计51-54
• 5.4 终端节点的程序设计54-57
• 5.5 应用层数据通信协议和代码开发57-59
• 5.6 监控中心的上位机软件开发59-61
• 5.6.1 LabVIEW简介59
• 5.6.2 系统上位机程序设计59-61
• 5.7 本章小结61-62
• 第6章 系统测试结果分析62-66
• 6.1 网络终端节点功耗测试62-63
• 6.2 网络节点传输模块性能测试63-64
• 6.3 本章小结64-66
• 第7章 总结与展望66-68
• 7.1 全文工作总结66-67
• 7.2 研究展望67-68
• 参考文献68-72
• 作者简历72

【参考文献】

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本文编号：378905