基于ZigBee无线传感器网络技术的铁路监测系统的研究与设计

发布时间：2017-08-02 16:09

  本文关键词：基于ZigBee无线传感器网络技术的铁路监测系统的研究与设计

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【摘要】：无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Networks)是一种分布式的无线传感器网络,结合了芯片嵌入式技术、无线通信技术和传感器技术等多种领域技术。该网络由多个集成有网络传感器的节点组成,各个节点之间通过无线的方式进行数据信息交互,形成一个多跳自组织网络。随着现代通信技术和芯片嵌入式技术的迅猛发展,无线传感器网络(WSN)在军事国防、健康医疗、智能监控、工业自动化等诸多领域得到了广泛的应用,同时也对成本、性能、功耗等提出了更为严格的要求。ZigBee技术作为低速率无线传感器网络的主要通信协议,具有成本低、性能好、协议简单、安全可靠等优点,为无线传感器网络的发展提供了良好契机。本文以研究和实现铁路监测系统为目的,对无线传感器网络以及ZigBee技术进行了深入的剖析和研究,在此基础之上,设计出了一种基于ZigBee技术的监测系统,实现了监测系统对目标数据信息的采集和传输。论文首先介绍了课题的研究背景和研究现状,并对系统的应用需求和性能进行了分析；接着,论文详细介绍了无线传感器网络和ZigBee技术的相关概念和技术特点,在此基础上,论文又着重讲解了ZigBee无线传感器网络的组建,其中包括无线传感器网络节点类型和无线传感器网络拓扑结构等,并对ZigBee技术的构架原理进行了系统的研究：然后论文根据实际的监测应用,分析设计了系统的基本构架,得出了实现ZigBee无线传感器网络的具体方案,并对监测系统的软、硬件方面进行了研究设计；最后,论文对监测系统进行了试验测试,试验表明,该监测系统实现了目标数据的采集和传输,达到了监测系统的预设标准。
【关键词】：无线传感器网络 ZigBee技术 监测系统 系统架构 实验测试
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;U29-39
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 本文思想和工作15-16
• 1.4 论文结构与安排16-18
• 第2章 无线传感器网络技术综述18-24
• 2.1 无线传感器网络简介18-19
• 2.1.1 概念18
• 2.1.2 无线传感器网络的特点18-19
• 2.2 无线传感器网络构架与结构19-22
• 2.2.1 无线传感器网络的整体系统构架19-21
• 2.2.2 无线传感器网络节点的结构21-22
• 2.3 无线传感器网络的应用实例22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 ZigBee技术原理24-33
• 3.1 ZigBee技术简介24-25
• 3.1.1 ZigBee技术概念24
• 3.1.2 ZigBee技术的特点24-25
• 3.2 ZigBee网络体系结构25-29
• 3.2.1 ZigBee网络节点25-26
• 3.2.2 ZigBee的拓扑结构26-29
• 3.3 ZigBee网络协议栈29-32
• 3.3.1 物理层30
• 3.3.2 MAC层30-31
• 3.3.3 网络层31
• 3.3.4 应用层31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 基于ZigBee的铁路监测系统的设计33-46
• 4.1 系统需求分析34-35
• 4.2 铁路监测系统的设计方案35-38
• 4.2.1 系统的总体设计方案35-36
• 4.2.2 网络的节点设计方案36-38
• 4.3 传感器节点芯片的选择38-41
• 4.3.1 芯片CC2430简介38-39
• 4.3.2 芯片CC2430的特点39-40
• 4.3.3 芯片CC2430的引脚40-41
• 4.4 网络节点的硬件设计41-45
• 4.4.1 节点的通信模块设计方案42-43
• 4.4.2 汇聚节点的串口电路设计方案43-44
• 4.4.3 温度传感器44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第5章 基于ZigBee的铁路监测系统的实现46-58
• 5.1 铁路监测系统的软件实现平台46-47
• 5.2 铁路监测系统网络的实现47-55
• 5.2.1 ZigBee协议栈简介47
• 5.2.2 ZigBee协议工作流程47-48
• 5.2.3 汇聚节点组网的实现48-51
• 5.2.4 传感器节点组网的实现51-55
• 5.3 铁路监测系统信息采集和数据传输的实现55-57
• 5.3.1 传感器节点数据采集和传输的实现55-56
• 5.3.2 汇聚节点数据接受和发送的实现56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第6章 终端管理平台的实现与测试58-68
• 6.1 终端管理节点的实现59-61
• 6.1.1 终端管理节点的体系结构59-60
• 6.1.2 终端管理节点通信的实现60-61
• 6.2 数据库的实现61-65
• 6.2.1 数据库访问的实现61-63
• 6.2.2 数据库查询与存储的实现63-65
• 6.3 终端测试65-67
• 6.4 本章小结67-68
• 第7章 结论68-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 阎蕾;;无线传感器网络协作技术综述[J];硅谷;2009年06期

2 蔡鲲宇;谭汉松;;基于移动Agent的无线传感器网络研究[J];企业技术开发;2009年05期

3 杨惠;;无线传感器网络技术的应用[J];硅谷;2010年08期

4 司海飞;杨忠;王s，

本文编号：610094