基于ZigBee无线传感器网络的环境监测系统实现

发布时间：2023-02-07 16:26

　　随着环境问题日益成为公众关注的焦点,应用环境监测技术来获取环境信息,成为保护环境的重要手段。针对传统环境监测技术的智能化程度低、网络布线复杂等缺点,采用无线传感器网络技术组建环境监测系统,具有成本低、部署灵活、网络覆盖范围大,可靠性高等优势。本文采用无线传感器网络技术,在多种环境场景下构建了传感器网络,设计了一个覆盖多场景、采集多种环境信息的监测系统。首先,给出了环境监测系统的总体设计方案。系统针对四种场景进行监测,传感器分别部署在室内生活区、室外楼宇间、室外开阔环境以及近海观测区,主要采集空气、海水等环境信息。系统选取ZigBee技术实现传感器网络的组建,并采用GPRS协议进行远程传输,实现传感器网络与互联网的信息交互。其次,本系统包括硬件系统和软件系统两部分。硬件系统设计主要包括传感器模块的选型以及系统内节点的硬件设计。本系统以TI的CC2530作为ZigBee的解决方案设计了各场景下的组网硬件平台,通过在汇聚节点处集成ZigBee和GPRS两种通信模块,解决传感器网络的远程连接问题。软件系统设计包括节点软件设计和数据处理中心的软件设计。节点软件的设计按照各区域的实际监测需求和网络...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 无线传感器网络在环境监测领域的应用研究
        1.2.2 无线组网技术研究
        1.2.3 ZigBee技术研究
    1.3 本文的主要研究内容及结构
第2章 环境监测系统总体方案设计
    2.1 系统总体方案设计
        2.1.1 监测场景设计
        2.1.2 传感器网络内的节点组成
        2.1.3 ZigBee网络拓扑结构与路由算法的选择
        2.1.4 GPRS远程接入方式的选择
        2.1.5 系统总体结构
    2.2 系统主要器件选型
        2.2.1 传感器模块
        2.2.2 ZigBee射频芯片
        2.2.3 GPRS模块
    2.3 本章小结
第3章 基于ZigBee的环境监测系统平台设计
    3.1 节点硬件结构设计
        3.1.1 汇聚节点的硬件结构
        3.1.2 路由节点的硬件结构
        3.1.3 终端节点的硬件结构
    3.2 基于Z-Stack协议栈的节点程序设计
        3.2.1 Z-Stack协议栈介绍
        3.2.2 汇聚节点的程序设计
        3.2.3 终端节点的程序设计
        3.2.4 路由节点的程序设计
    3.3 本章小结
第4章 系统功能实现
    4.1 数据处理中心软件的功能设计
        4.1.1 功能模块设计
        4.1.2 主要功能模块测试
    4.2 系统测试
        4.2.1 ZigBee通信距离测试
        4.2.2 环境监测系统测试
    4.3 本章小结
第5章 系统内ZigBee路由算法研究
    5.1 ZBR算法研究
        5.1.1 Cluster-Tree算法
        5.1.2 AODVjr算法
    5.2 改进路由算法的概述
    5.3 基于能量判决的改进算法
        5.3.1 改进的主要内容
        5.3.2 仿真实验
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3737129