基于ZigBee与WiFi的温湿度监控系统的设计与实现

发布时间：2017-04-16 08:23

  本文关键词：基于ZigBee与WiFi的温湿度监控系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,各种无线通信技术之间的竞争日趋激烈。在其他无线通信技术不断追求高速率、远距离的背景下,ZigBee技术却专注于低速率、近距离内的无线通信,正是这种优势互补的格局促使无线通信技术日新月异地发展起来。讨论ZigBee网络与其他追求高速率、远距离无线通信网络之间的融合,成为当前无线技术研究领域的一个热点。此外,无线通信技术研究领域还有一个热门研究方向,就是基于无线传感器网络的路由算法的研究。本文重点探讨了融合异构网络的网关技术以及无线传感器网络的路由算法。本文所设计实现了基于ZigBee与WiFi的温湿度监控系统,并分析了大范围温湿度监控系统对路由算法提出的三个方面的要求,即能耗小、路由效率高、拥塞控制能力强。针对这三个方面的要求,本文提出了基于节点能量等级划分的改进型AODVjr路由算法,该算法在传统树型路由算法和AODVjr算法的基础上进行改进和优化。NS2软件仿真结果表明,相比传统的AODVjr算法,本文提出的改进型算法在网络整体能耗和网络拥塞控制方面具有显著的性能提升,增强了网络的可靠性。
【关键词】：无线传感器网络 路由算法 温湿度监控 网关技术
【学位授予单位】：武汉邮电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-12
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.3 论文主要内容及创新点10
• 1.4 论文结构与章节安排10-12
• 第2章 系统概况、关键技术及ZigBee协议初探12-34
• 2.1 系统概况12-15
• 2.2 ZigBee协议初探15-26
• 2.2.1 2.4GHz频段的三种无线通信技术15-16
• 2.2.2 ZigBee的两种协议标准16-17
• 2.2.3 ZigBee协议架构17-19
• 2.2.4 ZigBee网络拓扑19-22
• 2.2.5 IEEE 802.15.4 物理层22-26
• 2.3 ESP8266WiFi模块与AT指令26-31
• 2.3.1 ESP8266 WiFi模块简介27-28
• 2.3.2 ESP8266模块的AT指令28-31
• 2.4 ZigBee-WiFi网关31-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第3章 硬件平台的设计与实现34-41
• 3.1 主控芯片CC2530简介34-35
• 3.2 ZigBee-WiFi网关硬件的设计35-36
• 3.3 ZigBee终端硬件的设计36-40
• 3.3.1 LCD电路的设计36-37
• 3.3.2 DHT11温湿度采集电路的设计37-38
• 3.3.3 USB-UART转换电路38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 软件平台的设计与实现41-60
• 4.1 Z-Stack协议栈简介43-50
• 4.1.1 Z-Stack中的协议术语43-47
• 4.1.2 Z-Stack+OSAL架构47
• 4.1.3 Z-Stack协议栈运行流程47-50
• 4.2 ZigBee-WiFi网关代码的设计50-51
• 4.3 ZigBee终端代码的设计51-56
• 4.3.1 LCD驱动程序的设计51-54
• 4.3.2 DHT11驱动程序的设计54-55
• 4.3.3 串口驱动程序的设计55-56
• 4.4 系统实物演示56-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第5章 一种改进的ZigBee路由算法60-71
• 5.1 传统的ZigBee路由算法及其特点60-63
• 5.1.1 树型路由算法60-61
• 5.1.2 AODVjr算法61-63
• 5.2 大范围温湿度监控系统的特点63
• 5.3 基于节点能量等级划分的新型AODVjr路由算法63-69
• 5.3.1 改进型AODVjr算法的提出64
• 5.3.2 算法流程图64-68
• 5.3.3 仿真与结果分析68-69
• 5.4 本章小结69-71
• 第6章 总结与展望71-72
• 参考文献72-74
• 致谢74-75
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 谢严乐;徐杜;蒋永平;;无线火灾报警系统中的ZigBee路由算法研究[J];信息通信;2015年04期

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3 王志超;刘波;花於锋;;基于移动4G与ZigBee无线传感网的网关设计[J];计算机测量与控制;2014年03期

4 高鹏;;融合TD与ZigBee无线传感网络解决城市环境监测的系统设计与实现[J];移动通信;2012年06期

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6 孙凯明;石磊;邓广龙;朱明清;;基于msstatePAN协议栈的无线传感器网络设计[J];自动化技术与应用;2010年11期

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9 李晶;王福豹;段渭军;;无线传感器网络中TinyOS的研究[J];计算机测量与控制;2006年06期

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本文编号：310421