论文部分内容阅读
随着全国经济的不断发展,党和国家越来越重视基础设施智能化建设的板块,其中高速公路隧道的建设,显得尤为关键,并且伴随着Zigbee技术的不断进步,在公路隧道智能化建设中,照明系统设备智能化的建设、运行和维护日益被人们关注起来。本文根据用户对公路隧道照明控制系统的实际需求以及实践的可行性综合设计了一套完整的在公路隧道照明控制系统中使用的无线传感节点。结合物联网领域中的Zigbee技术对公路隧道照明控制系统中的无线传感网络进行了详细设计,并且基于该无线传感网络进行了无线传感节点的软件和硬件设计。本文的第一部分,研究了Zigbee技术的基础理论,对于Zigbee的无线通信技术、体系结构、通信概念和应用领域进行了介绍,并结合国内外研究的情况,进一步掌握Zigbee技术的基础理论。第二部分,从公路隧道照明控制系统的功能、性能、输入输出和故障处理等四个方面,对整个系统进行了技术需求分析,并根据该项目的实际情况具体分析,完成了公路隧道照明控制系统的总体框架设计。其次,结合Zigbee技术理论设计了公路隧道照明控制系统的整体通信协议,并且研究了无线传感节点更新代码的方式方便后期系统维护和管理。第三部分,主要是基于用户的实际需求,对无线传感节点的软件和硬件分别进行详细地设计。无线传感节点的硬件部分采用的是TI公司的CC2530芯片和RFX2401C射频芯片相结合的模式,对电源模块、路灯控制、检测模块和协调器节点搭载EEPROM芯片进行了设计。软件部分则采用IAR开发平台,结合Z_STACK协议栈,完成了对协调器节点的存储功能、传输功能及处理功能的设计,以及终端节点的存储功能、传输功能、处理功能、控制功能和采集功能的设计,并且完成了组网控制、入网控制、参数控制和总线控制器的设计。第四部分,根据前文提到的无线通信协议设计出相应的测试命令,通过实验得出本系统的无线传感网络灯具测试结果和系统通信测试结果。本文基于实际项目,对公路隧道照明控制系统进行了总体上的设计,并且对无线传感网络节点的设计进行了两个部分的创新和优化,一是使用EEPROM芯片对协调器节点进行存储优化,二是设计初始化协议对无线传感网络通信进行传输优化。本文的结尾对所有的观点和论述进行了总结与展望,为将来的无线传感节点设计提供了参考。