基于ZigBee技术的高校实验室环境无线监测系统设计

发布时间：2017-06-12 23:04

  本文关键词：基于ZigBee技术的高校实验室环境无线监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对传统高校实验室环境监测系统中存在的布线复杂、扩展性差、建设和维护成本高、可移动性差等缺点,提出基于ZigBee无线网络技术的实验室环境监测系统设计方案。本文首先对无线传感器网络技术及其应用做了简要的介绍,对几种常用的短距离无线通信技术做了介绍和比较,并详细研究了ZigBee技术,包括它的技术特点、协议分析、节点类型及网络拓扑结构。然后给出了系统的总体设计方案,并基于CC2530芯片分别设计了协调器模块、路由器模块、终端采集节点模块。接着对系统的软件设计做了说明,包括软件的开发环境、Z-Stack协议栈以及各节点模块的软件流程设计。最后对系统进行了实验测试,包括组网测试、有效传输距离测试、数据准确性测试,并对结果进行了分析。经过实验测试,本文设计的基于ZigBee技术的高校实验室环境监测系统,具有功耗低、数据传输可靠、构建成本低、易于扩充等优点,可以满足大多数高校实验室环境监测需求。
【关键词】：无线传感器网络 ZigBee CC2530 实验室环境
【学位授予单位】：牡丹江师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TP274
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-11
• 1.1 研究内容及意义7-8
• 1.2 无线传感器网络技术介绍8-9
• 1.3 无线传感器网络技术的应用9-10
• 1.4 本文的组织结构10-11
• 第2章 ZigBee技术介绍11-22
• 2.1 ZigBee技术概述11-12
• 2.1.1 ZigBee联盟11
• 2.1.2 ZigBee技术的特点11-12
• 2.2 IEEE802.15.4 标准12-15
• 2.2.1 物理层（PHY）12-14
• 2.2.2 媒体访问控制层（MAC）14-15
• 2.3 ZigBee技术协议分析15-17
• 2.3.1 网络层（NWK）15-16
• 2.3.2 应用层（APL）16-17
• 2.4 ZigBee设备类型及拓扑结构17-19
• 2.5 常用短距离无线通信技术介绍19-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 基于ZigBee的实验室监测系统硬件设计22-33
• 3.1 系统总体设计22-23
• 3.2 CC2530芯片介绍23-25
• 3.3 ZigBee网络节点功能模块设计25-27
• 3.3.1 协调器（汇聚）节点设计25-26
• 3.3.2 路由器节点设计26
• 3.3.3 终端采集节点设计26-27
• 3.4 节点模块典型电路设计27-30
• 3.4.1 电源部分27-28
• 3.4.2 串口通信部分28-29
• 3.4.3 调试模块29
• 3.4.4 LCD液晶显示部分29-30
• 3.4.5 LED模块30
• 3.5 SHT11温度湿度传感器简介30-32
• 3.6 本章小结32-33
• 第4章 基于ZigBee的实验室监测系统软件设计33-41
• 4.1 软件开发环境介绍33-34
• 4.2 Z-Stack协议栈34-37
• 4.2.1 Z-Stack介绍34
• 4.2.2 Z-Stack文件结构34-36
• 4.2.3 Z-Stack的工作流程36-37
• 4.3 协调器模块软件设计37-38
• 4.4 路由器模块软件设计38-39
• 4.5 终端采集节点模块软件设计39-40
• 4.6 本章小结40-41
• 第5章 系统测试41-46
• 5.1 实验设计及所需软硬件41
• 5.2 实验过程及结果分析41-46
• 第6章 总结与展望46-48
• 6.1 总结46
• 6.2 工作展望46-48
• 参考文献48-52
• 致谢52-53
• 读学位期间发表论文53

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