论文部分内容阅读
近年来低功耗关键基础设施监测(LECIM, Low Energy Critical Infrastructure Monitoring)网络逐渐成为研究的热点之一。为了满足LECIM网络应用的需求,[EEE工作组提出了IEEE802.15.4K新标准,因低功耗、低速率、广覆盖等特点广泛应用于石油天然气管道监控、水汽泄漏监测及智能交通等领域。本课题以停车场车位监测系统为场景构建LECIM网络应用实例。无线LECIM网络节点放置在停车位中心,包括地磁传感器模块、主控制器模块以及超高性能无线射频模块三部分,其工作原理如下：地磁传感器采集停车位周围环境的磁场信息,并按设定的周期将数据传输给主控制器电路；主控制器电路使用IEEE802.15.4K对采集的数据进行编码、扩频、调制等处理后通过无线射频模块发送出去；基于软件无线电的基站设备对接收到的数据进行解调和解码并上报到数据中心,从而形成了一个用于停车位监测的低功耗广覆盖的LECIM网络。但是为了降低设计成本,本课题的无线传感器节点只做发送设备,基站设备只做接收设备,无法向无线网络终端节点发送数据,所以也就无法通过基站设备来实时修改和配置地磁传感器、IEE802.15.4k物理层参数以及节点无线射频模块的工作参数。因此只能通过终端节点的主控制器对这些参数进行修改或配置。故本课题为低功耗广覆盖LECIM网络设计一款上位机软件。该上位机软件可以预先给覆盖范围内的需要进行参数配置的LECIM网络节点配好参数,并存储在后台的信息池中。而周围的无线网络节点主控制器周期性的向该上位机软件发送参数配置查询信息,当该上位机软件收到某个网络节点控制器发送的参数配置查询信息后,从信息池中找到为它配置的参数并自动发送给该无线网络节点。主控制器收到为它配置的参数后进行解析处理并向上位机软件发送的接收确认消息。上位机软件将信息池中为该网络节点配置的参数清空,以防参数被重复发送给该网络节点。同时该上位机软件可以监控信息池中所有的网络节点,监测它们是否在正常工作。本课题使用Qt作为该上位机的开发工具,使得它具有良好的跨平台特性及优良的界面显示特性。同时设计使用HC-11无线串口及CC1125超高性能无线射频模块两种方式进行上位机软件和LECIM网络节点之间的数据传输,使得系统操作选择性变大。