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基于zigbee的无线监控系统的设计与研究 基于zigbee的无线监控系统的设计与研究

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:23

《基于zigbee的无线监控系统的设计与研究》修改意见稿

1、“.....在簇树网络中,最简单的网络结构是只有个簇的网络,但是多数网络结构由多个相邻的网络构成。旦第簇网络满足预定的应用或网络需求时,主协调器将会按下个从设备为另簇新网络的簇头,使得该从设备成为另个的协调器,随后其他的从设备将逐个加入,并形成个多簇网络。多簇网络结构的优点在于可以增加网络的覆盖范围,而随之产生的缺点就是会增加传输信息的延迟时间。无论是星型拓扑结构,还是对等拓扑网络结构,每个独立的都有个唯的标识符,利用该标识符,可采用位的短地址码进行网络设备间的通信,并且可激活网络设备之间的通信。网状网可以看成是簇树网络的种改进型的对等网络。从数据路由来看,簇树网络结构很容易导致非均匀流量分配。如图所示,根节点承担的数据流量明显比其他的次级根节点承担的数据流量要大,由此可见,通常具有较小路径深度的树结构承担更大流量处理。由此将导致处于较小路径深度树结构中的节点其电池能量消耗将比其它较大路径深度树结构中的节点电池能量消耗要快,因而处于较小路径深度中的节点因能量的快速耗尽而更容易失效......”

2、“.....因此,为了克服网络流量分配不均在簇树网络的基础上,形成如图所示的网络结构即网络结构。图簇树网络结构图网络结构与簇树网络相比,网状网络传递数据包将会选择个更短的路径,从而减少根节点的数据流量。比如,当数据包从节点向节点传递的时候,簇树网络中正常的数据包传递路径是这条路线,而在网状网络中,数据包可能直接从节点传到节点。这样方面减少了数据传递的延时,另方面起到数据分流的作用,从而减轻了根节点的负担,提高了网络运行的稳定性。组网流程节点上电激活信道扫描主信道扫描被建立网络收到入网请求分配地址回复入网请求回复成功允许子节点入网收到信标帧地址空间满无地址空间,加入新子节点失败监听信标帧选择父节点入网发送入网请求新子节点入网成功收到入网回复是否是否是是否否收到信标帧无地址空间,加入新子节点失败图节点组网流程节点组网流程如图所示,当第个设备被激活后,首先进行对物理层所默认的有效信道进行能量扫描,以检测可能的干扰。并对检测到的信道按能量值进行信道排序......”

3、“.....第个成功建立网络的节点也即协调器节点在协议栈中,协调器节点在网络建立过程中不进行信道扫描,直接根据天线的设计频点采用指定的信道进行通信,以达到最佳通信效果。网络建立之后,所有其它节点或均作为网络中的子节点发送入网请求,寻找其通信范围内的网络,如果找到网络,节点根据所获取的网络信息选择个父节点提出入网申请,并等待父节点的请求响应。父节点收到个入网申请后,将根据请求信息作出是否允许加入网络的判断,若允许加入,父节点将发出请求响应,告知子节点。子节点收到请求响应后,将获得个父节点分配给它的个网络地址也叫短地址作为在网络内的唯身份标识。首个激活节点将作为协调器广播信标帧,同时接受新节点的入网请求。基于实现的无线监控系统无线热网监控系统无线热网监控系统功能与结构监控系统可对热网的运行实时监视测量记录热网运行参数并进行参数温度压力和流量的超限报警完成日常的管理工作,包括报表的生成和打印,热网计量管理,控制器的工作参数设定,远程数据采集......”

4、“.....通过对热网进行自动控制,使整个系统供热均匀,满足舒适性要求,同时减少热量消耗,达到节能的目的,为最终实现热的商业化和市场化提供前提条件。整个系统总体上可以分为层管理层采集控制层和现场仪表层,而现场仪表层又可以分为总节点和脱分节点,如图所示。图无线热网监控系统拓扑结构管理层管理层位于热力公司主站,由以工业控制机为核心的网络组成,工业控制机全天候运行。工业控制机既是调度中心的服务器,同时相对于各采集控制站点来说,又是客户机。服务器通过实时采集存储来自各客户机站点的数据,并对各站点运行情况进行实时监控。采集控制层采集控制层位于各热力公司分站,实时采集存储监视和处理来自智能传感器的信号,完成采集数据的网络传输,并且能够随时设定超限报。现场仪表层现场仪表层位于各个热用户的住宅内,分为总节点和分节点。总节点由芯片和信号再通过和模块等组成,而分节点由智能温度压力流量传感器,芯片和等组成......”

5、“.....无线热网监控系统软硬件设计简述系统硬件部分由上位枧与下位机两部分组成。上位机部分由机组成,下位机部分由总节点控制器和分节点控制器组成。总节点控制器选用的芯片作为核心,硬件功能篱图如图所示,安装在各个楼层的公共位置分节点控制器选用的芯片作为核心,硬件功能简图如图所示,安装在各个热用户的住宅内。模块选用的。是该公司推出的内嵌协议的模块,性能优越,体积小巧,而且解决了模块无线通信上,并进行底层的驱动设计,完成的层开发。将协议栈移植到个硬件平台,只需要修改与硬件相关的层,的硬件驱动程序完成后会向上提供程序接口,这样等层就可以屏蔽硬件差异直接运行。然后就可以利用层提供的服务,方便地进行无线网络的搜索接入退出及数据的传递等任务,完成应用程序的开发。是在协议基础上,针对传感器网络的节省能量需求而提出的精简层协议,协议的代码是用编写的,具有较强的可移植性。其构成框图如图所示。应用层层层驱动初始化设备配置硬件配置文件图协议软件框图移植的主要工作是完成的硬件驱动和的中断服务程序。系统中......”

6、“.....每个周期传输位数据,每次完整的操作至少要完成个字节的数据传输。总是在时钟上升沿采样数据,在时钟的下降沿传输数据。首先将所要访问的寄存器地址写入的数据寄存器,该字节的为地址,置,为读写判别位,读操作置,写操作置,当变低电平后,地址经过口发送到,紧接着先读取或写入该地址对应寄存器的高位,再操作低位,最后将置高,完成次读或写操作。的所有操作都是通过中断完成的。当发生中断时,中断服务程序首先读取的中断状态寄存器,根据其状态转入相应的处理程序,同时完成状态机的转换。数据接收过程与发送类似,只是数据接收要单独处理接收出错的情况,当中断类型是接收中断的时候,可以重新将进入接收状态,丢弃的帧。网络通信的步骤如下将网络的数据经过加密封装处理后,以数据流形式通过送到模块上模块将数据依次经过和等协议封装后,以数据包的形式发送到无线基站数据由无线基站发送到服务支持节点,然后与网关支持节点进行通信,将数据进行处理后发送到上由于网络工作方式是以地址寻址为基础的,数据被转发到具有固定地址的监控中心服务器上......”

7、“.....实现基于的数据传输。从应用层面上看,由于内置协议集,不需要在中处理协议,只需要利用指令实现网络的连接数据的发送和接收等。模块在上电或复位后,首先要对模块进行初始化设置,如工作模式通信波特率接入网关使用的协议类型等。然后,就可以发送拨号命令进行网络连接了。建立连接后,通过协议协商,得到系统本地,当协商成功后,登录网络成功,系统通过加载数据传输协议实现与监控中心计算机的连接。网络协调器的主要任务是负责网络和网络的双向数据转换,实际上是个基于与协议的转换网关。它有两种工作方式按事先设定好的时间间隔,经网络周期性采集各点水文数据,由模块实时地传送到监控中心,称之为数据的上行通道模块实时响应监控中心的控制命令,按照监控中心发来的命令进行特定的水文数据采集任务,称之为数据的下行通道。基于分析,在操作系统程序框架结构的基础上,建立两个任务,个接收中断服务程序。任务的转换流程如图所示图任务转换示意图总结是协议的代名词......”

8、“.....这名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂是靠飞翔和嗡嗡地抖动翅膀的舞蹈来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离低复杂度自组织低功耗低数据速率低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,就是种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。本论文通过介绍技术标准组网方案基于实现的热网监控水文监测,以达到对无线监控系统充分研究的目的。在几个月的对于在无线监控系统研究中,我也对此项技术有也进步的认识,架构简单价格低廉消耗功率低,使用寿命长,虽然传输速率不高,但针对监控系统的应用,有很大的发展潜力。当然要作为项成熟的技术运用到各个领域中,还需要多方面因素的协调配合。我的大学生活就此结束,但前面的路还很遥远,我要学习的路是无休止的。大学生活带给我很多开心和泪水,使我学会了从跌倒中爬起来,学会了热心信心责任。希望这切会伴随我不断进步。致谢本论文是在四川师范大学物理与电子工程学院张贵明老师的精心指导下完成的......”

9、“.....张老师都给予了许多有益的指导,论文的成稿凝聚着导师的关怀和心血。导师渊博的知识,平易近人的待人态度,严谨的治学态度在课题研究过程中始终给我以指导和激励,使我获益匪浅,并将成为我今后工作学习中的榜样。在此,向张贵明老师表示衷心的感谢,每在毕业设计进展的重要时刻,张贵明老师无论在理论还是实践方面都给我以悉心指导。如果没有张贵明老师的指导,毕业设计不可能进展地如此顺利。此外,我还要感谢大学本科四年陪我路走过的通信工程专业的各科任课老师。因为有他们,我才能很好的掌握和运用专业知识,顺利的完成此次毕业设计论文。感谢他们四年来的辛勤栽培,最后,我要对评审和指导我的毕业设计答辩的老师们所付出的辛勤劳动表示最诚挚的谢意,参考文献李新刚和数据传输终端的协议瓶颈和成本问题。该模块广泛应用于短信中心监控系统无线机无线抄表车辆防盗等。通过与进行通信,将数据信息与控制信号在总节点控制器和上位机之间进行双向的传递。是种低成本低能耗全双工的无线通信协议......”

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