【摘 要】
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本文基于ZigBee无线通信技术和以太网技术,研究并开发了无线传感器网络远程监控系统,从ZigBee组网技术、ZigBee网络节点软硬件开发、ZigBee网关开发、远程监控系统开发等四个
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本文基于ZigBee无线通信技术和以太网技术,研究并开发了无线传感器网络远程监控系统,从ZigBee组网技术、ZigBee网络节点软硬件开发、ZigBee网关开发、远程监控系统开发等四个方面展开研究。首先,研究并分析了ZigBee技术的起源和特点。详细分析了ZigBee通信模型、网络设备类型、网络拓扑类型,研究了ZigBee组网方法,为建立星形拓扑结构的无线网络奠定了理论基础。其次,以ZigBee无线微控制器模块为核心,结合传感器及其它外围电路构成了ZigBee网络节点的硬件平台。为迎合工业生产和农业控制对环境信息的需求,节点采用温湿度传感器和光照度传感器来采集温度、湿度、光照度等环境参数。在Codeblocks软件平台上,结合控制器和传感器的硬件电路,编写了驱动程序,设计并开发了ZigBee协调器和终端节点的应用程序,实现了无线传感器网络的创建和管理。在实际的应用系统中,装有传感器的终端节点可以独立采集和发送环境数据,实现了对目标环境的监控。再其次,以百兆以太网芯片为核心设计了以太网模块,完成了硬件的设计和驱动程序的编写。创新性的使用ZigBee网络协调器控制以太网模块,组建了ZigBee网关。网关实现了ZigBee协议和ARP、UDP协议之间的转换,使ZigBee网络与以太网相结合,进而拓宽了ZigBee技术的应用范围。最后,使用Visual C++实现上位机的实时监控软件。利用五个ZigBee节点组建了星形无线传感器网络,通过对环境的监测,得到了实时的环境信息,验证了该系统设计方案的可行性。监控软件实现了上位机和网关之间的通信,对传感器网络进行远程监控和数据管理。本文设计的基于ZigBee技术的无线传感器网络远程监控系统具有组网便捷、能耗低、成本低等特点,可以满足各种应用场合的需求,具有较高的实用价值。
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