基于ZigBee的智慧农业低功耗无线传感器网络的设计

发布时间：2021-01-17 19:15

　　智慧农业以传感器网络技术为依托,实现生产过程中环境信息的实时采集与监测,并通过云计算和大数据等多种技术手段,实现信息分析与生产的智能控制。与传统的有线传感器网络相比,无线传感器网络在复杂性与成本等方面都有着较大的优势,所以本文基于实际应用提出了无线传感器网络完整的软硬件设计方案与实现方法。不同类型的无线传感器络有不同的应用场景,所以在设计合适的无线传感器网络时,首先要确定应用背景。在通信距离、功耗与速率之间找到一个平衡点,在满足系统要求的前提下降低成本。因此,本文在确定应用背景为500平方米的农业大棚之后,对目前主流的几种无线通信方式做了简要介绍,并从传输速率、传输范围、发送功耗、网络模块数量等多个方面做了较为详细的对比,结合设计需要和要求确定了所要使用的无线通信方式。在选定无线传感器网络的通信方式之后,将系统功能划分为协调器、路由器、数据采集、数据处理、数据指示和电源,共6个功能模块。在此之后,依次阐述了各个模块需要实现的子功能,并给出了各个模块的完整硬件设计方案。然后,依据给定的系统整体设计方案和硬件设计方案,以各个模块的功能为出发点,以减少无线数据的传输量为目的,设计了无线传感器... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?ＺｉｇＢｅｅ网络体系结构??ＺｉｇＢｅｅ体系结构虽然是基于ＯＳＩ协议模型，但这并不意味着ＺｉｇＢｅｅ等同于ＩＥＥＥ?８０２．１５．４??

型、树型和网状拓扑结构。??星型拓扑结构下，网络由一个协调器和至少两个终端模块构成，所有终端模块的通信必??需通过协调器，各个终端模块之间不允许进行数据传输。星型网络的拓扑结构如图２．２所示。??？协调器模块??＼?〇终端模块??〇?〇?〇??图２．２星型网络拓扑结构??树型拓扑较星型拓扑多了路由器模块，两个模块之间，数据将根据协议沿着树的路径由??源模块传输到目的模块。树型网络拓扑的结构如图２．３所示。??Ａ?鲁协调器模块??？路由器模块??〇终端模块??图２．３树型拓扑结构??网状拓扑结构包含协调器、路由器和终端模块３种模块，其中任何两个模块之间都可以??９??

的协议架构??协议依照图２．１所示的体系结构，由体系中各层的不同模块组成，层与层点（Ｓｅｒｖｉｃｅ?Ａｃｃｅｓｓ?Ｐｏｉｎｔ，?ＳＡＰ）进行通信。ＺｉｇＢｅｅ联盟针对无线通信的特点，应用程序框架、应用支持子层和ＺｉｇＢｅｅ设备对象３个部分，为用户提供等服务。ＺｉｇＢｅｅ协议架构如图２．５所示。???应用层??—￣￣—??应用对象?？？？?应用程字对象１?设?ＺｉｇＢｅｅ设备对象（ＺＤＯ）??Ｅｎｄｐｏｉｎｔ?２４０?Ｅｎｄｐｏｉｎｔ?１?Ｅｎｄｐｏｉｎｔ?０??ＰＳＤＥ－ＳＡＰ?ＰＳＤＥ－ＳＡＰ?ＰＳＤＥ－ＳＡＰ??￣￣?＾?ｖ???＾??Ａ??应用支持子层?ｇ??Ｍ??Ｅ???????Ｉ??ｉ?？?ＡＰＳ安全管理?ＡＰＳ信息代理?映射器管理?Ｓ????????Ａ??Ｐ??Ｚ??

【参考文献】：
期刊论文
[1]移动Zigbee节点无线传感器网络性能OPNET仿真[J]. 郭冬冬,邹小平.  北京信息科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]我国物联网产业发展的机遇和挑战[J]. 吕建东,马睿翔.  西安邮电学院学报. 2010(06)
[3]政府在实现物联网过程中的对策问题研究[J]. 刘婧,杨晓冬.  西安邮电学院学报. 2010(04)

硕士论文
[1]DC/DC型磁谐振无线电能传输系统的研究[D]. 赵茂.重庆大学 2015
[2]无线电磁能量传输与接收的若干问题研究[D]. 袁野.南京大学 2013



本文编号：2983444