基于6LoWPAN的无线传感器网络网关的设计与制作
发布时间：2021-01-12 17:12
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSN）作为21世纪的关键技术之一,得到了广泛的研究与应用。无线传感器网络在医疗、农业、环境监测和智能计量等许多应用场景中发挥着越来越重要的作用。作为一种低速率,低功耗的协议,IEEE 802.15.4在无线传感器网络领域引起了国内外学术界和工业界的广泛关注。显然,无线传感器网络集成到因特网后将在物联网的发展中扮演重要角色,无线传感器网络的潜力也将会得到充分释放。6LoWPAN被视为实现无线传感器网络与互联网连接的理想技术之一,是构建物联网的关键所在。本文主要工作是设计并实现的一个完整的6LoWPAN监测系统,此系统可以应用于智能家居、温室大棚、环境监测、物流监控、医疗健康等。本文首先对6LoWPAN体系架构做了简单介绍,之后在了解了无线传感器网络和6LoWPAN相关理论的基础上,通过对无线传感器网络网络拓扑分析,结合6LoWPAN协议栈模型,提出了本课题研究的基于6LoWPAN的无线监测系统的架构。系统采取现场监测区、6LoWPAN网关、监测系统三层架构构成。现场检测区采用ZigBee技术搭建无线传感器网络,节点与节点...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
物联网概览当前的一些物联网的应用解决方案一般是采用ZigBee配合移动蜂窝网络[8]
电子科技大学硕士学位论文10汇聚节点图2-5分簇式网络体系结构2.2.2无线传感器网络节点结构典型的传感器节点结构如图2-6所示。图2-6传感器节点结构传感单元一般由传感器的模数转换器（ADC）组成。传感器可以从节点周围的物理环境获取信息并将其转换为模拟信号，后经ADC把模拟信号转换为数字信号。处理单元由微处理器和内存组成。微处理器可以执行所有的计算工作，如处理ADC采集的数据、执行协议栈程序等。内存就是用来存储数据。通信单元负责数据帧的
第三章无线传感器网络组网原理与节点设计与制作17当今业界最佳的选择性、共存性及优异的链路预算功能特点。CC2530具有性能优良的RF内核用于控制模拟无线电模块。增强型8051内核代码对象兼容业界标准的8051微控制器，同时指令的执行比标准8051更快。支持32位字可编程闪存。支持主动模式、空闲模式、PM1、PM2和PM3等五种电源工作模式，分别对应不同的功耗水平。其产品目标在于满足各种应用中ZigBee与专有的无线系统的要求。如图3-3所示，为CC2530芯片引脚图。图3-3CC2530引脚图CC2530包含丰富的外设以供开发人员应用。调试接口用于内电路调试。通过它可以进行闪存的写入与擦除、振荡器的使能、访问寄存器等功能，可以实现设置断点、单步和全速运行的调试功能。I/O控制器可以通过设置寄存器来配置引脚为输入还是输出模式，以及是上拉还是下拉电阻状态。直接存取访问（DMA）控制器可以显著提高8051CPU内核传送数据的效率，它可以将数据从外设单元传送到存储器而几乎不占用CPU资源。四个定时器可以用来实现定时器、计数器、PWM和IEEE802.15.4MAC计时器功能。超低功耗的睡眠定时器用于休眠唤醒。多路ADC通道用于电压采集。AES协处理器用于数据的加密和解密。带有两个USART串行通信接口，适合于高吞吐量的全双工应用。如图3-4所示，为CC2530具体功能框图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于IEEE802.15.4的嵌入式IPv6技术[J]. 张莹,吴德伦,陈山枝. 现代电信科技. 2006(05)
硕士论文
[1]基于6LoWPAN的室内环境监控系统研究与设计[D]. 陈建诚.郑州大学 2017
[2]基于Contiki的WSID系统的设计与实现[D]. 董坤.电子科技大学 2016
[3]基于簇的异构无线传感器网络能量有效路由算法研究[D]. 周海波.电子科技大学 2010
本文编号：2973194
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
物联网概览当前的一些物联网的应用解决方案一般是采用ZigBee配合移动蜂窝网络[8]
电子科技大学硕士学位论文10汇聚节点图2-5分簇式网络体系结构2.2.2无线传感器网络节点结构典型的传感器节点结构如图2-6所示。图2-6传感器节点结构传感单元一般由传感器的模数转换器（ADC）组成。传感器可以从节点周围的物理环境获取信息并将其转换为模拟信号，后经ADC把模拟信号转换为数字信号。处理单元由微处理器和内存组成。微处理器可以执行所有的计算工作，如处理ADC采集的数据、执行协议栈程序等。内存就是用来存储数据。通信单元负责数据帧的
第三章无线传感器网络组网原理与节点设计与制作17当今业界最佳的选择性、共存性及优异的链路预算功能特点。CC2530具有性能优良的RF内核用于控制模拟无线电模块。增强型8051内核代码对象兼容业界标准的8051微控制器，同时指令的执行比标准8051更快。支持32位字可编程闪存。支持主动模式、空闲模式、PM1、PM2和PM3等五种电源工作模式，分别对应不同的功耗水平。其产品目标在于满足各种应用中ZigBee与专有的无线系统的要求。如图3-3所示，为CC2530芯片引脚图。图3-3CC2530引脚图CC2530包含丰富的外设以供开发人员应用。调试接口用于内电路调试。通过它可以进行闪存的写入与擦除、振荡器的使能、访问寄存器等功能，可以实现设置断点、单步和全速运行的调试功能。I/O控制器可以通过设置寄存器来配置引脚为输入还是输出模式，以及是上拉还是下拉电阻状态。直接存取访问（DMA）控制器可以显著提高8051CPU内核传送数据的效率，它可以将数据从外设单元传送到存储器而几乎不占用CPU资源。四个定时器可以用来实现定时器、计数器、PWM和IEEE802.15.4MAC计时器功能。超低功耗的睡眠定时器用于休眠唤醒。多路ADC通道用于电压采集。AES协处理器用于数据的加密和解密。带有两个USART串行通信接口，适合于高吞吐量的全双工应用。如图3-4所示，为CC2530具体功能框图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于IEEE802.15.4的嵌入式IPv6技术[J]. 张莹,吴德伦,陈山枝. 现代电信科技. 2006(05)
硕士论文
[1]基于6LoWPAN的室内环境监控系统研究与设计[D]. 陈建诚.郑州大学 2017
[2]基于Contiki的WSID系统的设计与实现[D]. 董坤.电子科技大学 2016
[3]基于簇的异构无线传感器网络能量有效路由算法研究[D]. 周海波.电子科技大学 2010
本文编号：2973194
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