基于ZigBee协议的无线传感器网络数据通信节点设计

发布时间：2016-07-23 14:03

  本文关键词：基于ZigBee协议的无线传感器网络数据通信节点设计，由笔耕文化传播整理发布。

《电子科技大学》 2013年

基于ZigBee协议的无线传感器网络数据通信节点设计

许洁  

【摘要】：无线传感器网络是目前世界新兴技术发展的主流方向之一，该项技术是多种先进技术的融合体。具有重要的科研价值和商业价值，在医疗护理、农业生态环境监控、定位跟踪、物联网、工业环境监测等领域都有广泛的应用。在无线传感器网络中实现无线通信通常采用ZigBee技术，其通信距离相对短，且具有低成本、低功耗、建网可靠等特点。本文基于ZigBee技术在工业环境监测上的应用设计实现了无线传感器网络数据通信节点。针对工业参数监测上要求做到实时、高效、处理及时、准确可靠的特点，本文采用并行处理能力强且设计灵活的FPGA作为节点的核心处理器。该设计能够进一步拓展无线传感在工业监测领域的应用。 本文陈述了全世界在无线传感器方面的最新研究进展，，研究总结了ZigBee技术的发展历程和ZigBee协议栈的架构方式。设计了无线传感器数据通信节点的FPGA控制基板和扩展模块的硬件电路，实现了包括主串配置、串口通信、液晶显示、静态存储、数模转换等功能模块。基于硬件平台的搭建，在IAR软件环境下将ZigBee协议栈嵌入ZigBee无线射频模块中，在此基础之上开发应用程序分别实现无线传感器网络中协调器和路由器的功能，并且相互之间在程序控制下能完成无线数据传输。在ISE软件中编写基于FPGA的系统控制程序实现与ZigBee射频模块的串口数据通信，同时将发送数据和接收数据显示在LCD上，并且可将接收到的数据存入静态存储器中，并由LED显示当前的状态。软件设计实现ZigBee无线模块间收发数据，实现温度传感数据的采集及串口传输由PC机显示。基于DDS原理，在Matlab软件的System Generator中建立数学模型，协同ISE软件生成所需工程文件实现信号源的设计。最后对系统进行了分部测试和点对点的通信测试。

【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

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本文编号：75765