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基于ZigBee的无线传感网平台研究与实现

作　者: 吴亚勇
导　师: 汪小燕
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线传感网 ZigBee无线通信网关
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 206次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

无线传感网络技术兴起于20世纪90年代末,因其巨大的应用价值而迅速得到了军事部门,学术界,工业界广泛的关注。无线传感网中节点间数据传输距离,网关存储空间,以太网控制接口的实现方式,节点能量供应,网络寿命的时间,传感器节点尺寸和能量消耗等等参数是无线传感网应用的重要因素。本文通过分析无线传感网的结构体系与环境要求,设计并实现了基于ZigBee无线通信方式的无线传感网平台。本系统选择ZigBee作为无线通信方式,采用ARM9作为处理器,利用ARM9的强大扩展能力外接三种存储芯片作为网关的存储空间,通过ISA总线实现以太网通信,利用TI的CC2430芯片设计无线传输模块实现节点间的无线通信,利用GSM模块实现短信收发。在存储模块的硬件设计过程中,分别使用SDRAM,NANDFLASH和NORFLASH用作程序运行,数据和系统代码的存储空间,这种分区存储方式增加了系统软件的稳定性。在无线模块部分详细分析了天线部分的设计,通过对天线馈送部分的特殊布线和阻抗匹配设计使无线节点传输的最远距离达到并超过了设计要求。在各个模块的硬件设计中叙述了模块的信号流程,为今后系统的改进提供参考。本系统已经完成了系统硬件设计和系统测试。通过在不同的环境中测试表明节点间无线最大有效传输距离为120m,为了保证节点组网路由的时候不相互干扰,在降低功耗的条件下无线传输距离可以下降到10m甚至更近,能够满足无线组网在传输距离上的要求。通过移植操作系统实现了网关接收传感器节点数据并存储,网关与以太网通信,GSM模块与手机收发短信等功能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-12
  1.1 引言  9-10
  1.2 无线传感网的应用和研究现状  10
  1.3 本文主要内容及章节安排  10-12
2 无线传感网网关系统设计  12-19
  2.1 无线传感网络体系结构  12-15
  2.2 无线传感网发展的关键技术  15-17
  2.3 无线传感网网关系统的基本要求  17-18
  2.4 无线传感网网关的系统设计  18-19
3 无线传感网网关硬件平台设计  19-36
  3.1 数据处理部分  19-24
  3.2 外部存储部分  24-29
  3.3 以太网接口控制部分  29-31
  3.4 射频通信部分  31-33
  3.5 串口通信和复位电路硬件设计  33-36
4 无线传感网网关软件设计及系统测试  36-46
  4.1 S3C2410 内部资源测试.  36-40
  4.2 存储模块读写数据测试  40-42
  4.3 以太网接口控制部分测试  42-43
  4.4 ZigBee 无线通信模块与ARM9 通信  43-44
  4.5 GSM 模块测试  44-45
  4.6 操作系统代码移植  45-46
5 网关节点与传感器节点通信运行结果  46-49
  5.1 传感器节点与网关无线通信  46-47
  5.2 网关接收传感器节点数据并存储  47-49
6 全文总结  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-53

基于ZigBee的无线传感网平台研究与实现

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