基于ZigBee与WiFi的WSN网关设计与实现

发布时间：2017-06-06 19:09

  本文关键词：基于ZigBee与WiFi的WSN网关设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着物联网技术的发展,基于ZigBee技术的应用越来越广泛。在城市建设中,为了保证电力、通信、污雨水、天然气等公共设施的维护的需要,在道路上设置了大量的窨井,这就带来诸如井盖丢失、移动等安全问题。本课题以ZigBee的井盖防盗系统为背景,设计了基于WSN的ZigBee与WiFi转换WSN网关,实现了井盖位置采集信息由ZigBee向WiFi的传送。该网关在利用城市越来越多的WiFi热点提高数据传输效率,扩大覆盖范围等方面有很大的意义。本设计以CC2530和WiFi232模块为核心,通过串口连接构建了一个ZigBee转WiFi的网关。系统采用点对点的方式对ZigBee节点进行组网,其中ZigBee终端节点的16位短地址和RSSI值发送给协调器,协调器以ZigBee方式完成组网和转发数据的工作。ZigBee协调器通过串口将接收数据发送给WiFi232模块,通过WiFi信号发送给WiFi路由器或公共WiFi热点入网。论文详细的讨论了利用IAR软件和协议栈控制ZigBee协调器发送终端节点的地址和RSSI值方法,以及WiFi模块的组网方式和配置方法。该系统基本实现了移动设备通过WiFi路由器对网关进行访问,实时的接收查看ZigBee网络发送的数据,为通过定位算法进一步实现对井盖位置监测定位提供了保证。
【关键词】：WSN 网关 协调器 串口 WiFi路由器
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN92
【目录】：

• 摘要4-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 选题背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8
• 1.3 论文研究目标8-10
• 第二章 相关技术与知识概述10-24
• 2.1 WSN无线传感网络介绍10-11
• 2.2 ZigBee无线传感网络技术11-15
• 2.2.1 ZigBee技术介绍11-13
• 2.2.2 ZigBee无线传感网络协议栈介绍13-15
• 2.2.3 基于ZigBee技术的CC2530介绍15
• 2.3 WiFi技术概述15-24
• 2.3.1 WiFi技术介绍15-16
• 2.3.2 IEEE802.11协议结构16-18
• 2.3.3 WiFi网络结构及其拓扑18-20
• 2.3.4 基于WiFi技术的WiFi232介绍20-24
• 第三章 网关总体设计24-42
• 3.1 系统总体框架24
• 3.2 系统功能分析24-25
• 3.3 ZigBee模块设计25-30
• 3.3.1 开发环境的搭建25-26
• 3.3.2 基于Z-Stack协议栈的CC2530开发26-30
• 3.4 WiFi模块工作模式及功能30-32
• 3.4.1 WiFi模块的透明传输模式30
• 3.4.2 WiFi模块的协议传输模式30-31
• 3.4.3 配置模式31
• 3.4.4 多TCP链路连接功能31
• 3.4.5 TCPB功能31-32
• 3.4.6 GPIO功能32
• 3.4.7 心跳信号32
• 3.5 WiFi模块的组网原理32-34
• 3.5.1 基于AP的无线网络33
• 3.5.2 基于自组网的无线网络33-34
• 3.5.3 AP+STA方式的无线网络34
• 3.6 WiFi模块的自动选频34-35
• 3.6.1 UART自由组帧模式34-35
• 3.6.2 UART自动成帧模式35
• 3.7 安全机制35
• 3.8 WiFi模块的配置35-42
• 3.8.1 网页配置35-38
• 3.8.2 软件配置38-39
• 3.8.3 AT+指令配置39-42
• 第四章 网关实现42-46
• 4.1 网关硬件连接42
• 4.2 系统测试42-44
• 4.3 网关存在的干扰问题及解决方法44-46
• 第五章 总结与展望46-48
• 5.1 本文总结46
• 5.2 工作展望46-48
• 参考文献48-50
• 致谢50-51
• 攻读学位期间发表的论文51

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘礼建;张广明;唐桂忠;王祥华;;智能家居ZigBee网络的构建与路由优化[J];电信科学;2011年09期

2 肖东华;刘延青;苏泽朗;;基于ZigBee的温室环境监测系统的设计[J];计算机光盘软件与应用;2012年03期

3 张毅;吴锦;罗元;陈思璇;;新型ZigBee-WiFi无线网关的设计及其抗干扰技术的研究[J];计算机应用与软件;2014年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 张晓辉;串口转WiFi/GPRS数据双网模块开发[D];西安科技大学;2011年

2 邵永刚;桥梁无线检测系统Zigbee-WiFi转换器研制[D];西安科技大学;2011年

3 刘柳;认知无线电技术在ZigBee中的应用研究[D];南京邮电大学;2012年

4 瞿舒云;多网卡多信道自组织网络中基于博弈论的信道分配方案研究[D];西安电子科技大学;2013年

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本文编号：427251