学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ZigBee的嵌入式环境监控系统路由机制的研究

作　者: 胡森来
导　师: 杭国强
学　校: 浙江大学
专　业: 电路与系统
关键词: 环境监控无线数据采集路由算法 ZigBee技术
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 336次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,环境对我们生活、设备的影响越来越受到关注,在很多企业及政府部门的机房、仓库、文档储存的库房中,需要对其环境的温湿度及各种状态进行采集、监控,来确保物品存放的安全。因此,研究和开发一套稳定、先进、有效且性能价格比较高的环境监控系统极其必要。同时,网络技术、嵌入式技术的高速发展给研制开发环境监控系统带来的极大的便利,但是目前的系统一般是以有线的方式传输的,有一些弊端,如布线麻烦等。因此我们采用了ZigBee技术来实现以无线方式进行数据的采集收发。ZigBee技术特别适合于数据吞吐量小、网络建设投资少、网络安全要求较高、不便频繁更换电池或充电的场合。本文采用了TI的CC2430 ZigBee芯片,结合实际中环境监控的要求,给出了一个嵌入式环境监控系统的解决方案。针对在以无线通信方式来进行数据传输时,路由算法非常重要,因此在实现整体解决方案,包括主站服务器软件设计,以及硬件模块设计的基础上,本文主要研究了ZigBee无线组网路由算法,提出了一种改进型的加权树状路由算法(IWRT),实现数据的可靠传输,以及尽可能延长整体网络的生存时间。经过仿真和在实际使用当中的应用测试,结果显示系统性能良好。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-11
  1.1 课题研究背景  6-7
  1.2 国内外研究现状  7-8
  1.3 课题研究的目的和意义  8-9
  1.4 本文的组织结构  9-11
第二章 IEEE802.15.4/ZigBee技术基础  11-28
  2.1 概述  11
  2.2 802.15.4协议  11-15
    2.2.1 PHY层  12-13
    2.2.2 MAC层  13-15
  2.3 ZigBee技术  15-20
    2.3.1 ZigBee协议架构  15-17
    2.3.2 ZigBee网络拓扑结构  17-19
    2.3.3 数据传输机制  19-20
  2.4 常用的无线路由算法  20-22
    2.4.1 平面路由(Flat Networks Routing)  20-21
    2.4.2 层次路由(Hierarchical Networks Routing)  21
    2.4.3 基于位置的路由(Location based Routing)  21-22
  2.5 ZigBee与其它无线通信技术的比较  22-25
    2.5.1 蓝牙技术  22-23
    2.5.2 Wi-Fi技术  23-24
    2.5.3 ZigBee与其它技术的比较  24-25
  2.6 ZigBee应用领域  25-28
第三章无线路由算法  28-40
  3.1 引言  28-29
  3.2 LEACH算法  29-31
  3.3 IWRT(Improving Weighted Rooted Tree)算法  31-37
    3.3.1 能耗模型  31
    3.3.2 相关定义  31-32
    3.3.3 WRT算法实现  32-34
    3.3.4 IWRT算法的实现  34-37
  3.4 仿真结果  37-40
第四章系统软硬件的设计和实现  40-70
  4.1 系统框架  40
  4.2 主站服务器的软件实现  40-42
    4.2.1 主站开发环境  40-41
    4.2.2 主站软件框架  41
    4.2.3 主站软件界面  41-42
  4.3 以太网集中器的设计与实现  42-44
  4.4 ZigBee无线传感器节点的硬件设计与实现  44-49
    4.4.1 CC2430模块  44-46
    4.4.2 传感器模块  46-47
    4.4.3 电源模块  47-48
    4.4.4 硬件实物  48-49
  4.5 传感器节点软件设计  49-62
    4.5.1 通信规约  49-51
    4.5.2 初始化  51-54
    4.5.3 无线数据的收发  54-58
    4.5.4 组网路由实现  58-62
  4.6 系统测试  62-70
    4.6.1 无线传输距离测试  62-65
    4.6.2 组网测试  65-68
    4.6.3 功耗测试  68-69
    4.6.4 测试小结  69-70
第五章总结和展望  70-71
  5.1 总结  70
  5.2 展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74

相似论文

基于ZigBee技术的无线传感器网络研究与实现,TN929.5
AODV在无线传感器网络中的改进与实现,TP212.9
基于ZigBee网络的运动物体定位跟踪研究,TN929.5
一种车联网智能终端设计及其路由算法研究,TP391.44
ZigBee无线网络路由协议研究,TP212.9
多域多层光网络生存性关键技术研究,TN929.1
自动交换光网络时延对称业务的路径保护算法研究,TN929.1
基于M-Bus的数据采集与传输系统,TP274.2
基于ZigBee技术的定位技术研究与应用,TP212.9
基于增强学习的多sink无线传感网路由机制研究,TP212.9
基于QoS的无线传感器网络路由算法研究,TP212.9
电信第二网络平台的研究与设计,TP393.09
基于ZigBee的中国林蛙养殖大棚监测系统的研究与开发,TP274
ZigBee技术在污染气体监测系统中的研究与应用,TP274
高能效无线数据采集系统的设计与实现,TP274.2
基于ZigBee的语音采集及传输关键技术的研究,TN912.3
容迟网络中低资源消耗的传染路由研究,TP393.02
无线传感器网络数据融合算法研究,TN929.5
基于ZigBee的抢险救灾无线传感器网络,TN929.5
具有能量补给的无线传感器网络分簇路由算法研究,TP212.9
基于Cortex-M3的无线射频数据采集和传输系统研究,TN929.5;TP274.2