基于ZigBee的测控数据无线收发接口及软件设计

来源 :中国工程物理研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Garyzhaoqi
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ZigBee是一种基于IEEE802.15.4的短距离、低功耗、低速率、低成本的无线网络协议标准,在测量与控制领域中具有广泛的应用前景。本文设计了基于ZigBee的监测定位系统,实现了网络节点的定位和数据采集传输功能,达到了实时监控网络中各节点状态的目的。  在对IEEE802.15.4/ZigBee协议规范深入研究的基础上,制定了基于ZigBee的监测定位系统整体方案,设计了基于TI公司CC2430/CC2431无线收发模块的硬件接口,软件方面主要包括应用配置文件的设计、网络节点功能模块程序设计、上位机监控界面设计及上位机监控软件与网关通信协议设计等。最后,对本系统的定位性能、安全性设计及低功耗设计进行了探讨。在研究过程中,所做的有价值的工作如下:  1.全面深入地研究了ZigBee2006协议规范,并对ZigBee协议不同版本异同和ZigBee技术的发展做了充分的调研,为应用开发工作打下坚实的理论基础,也提供了不同的开发思路;  2.在同一系统中,设计并实现了不同的应用配置(Location Profile和SampleProfile)。在节点软件设计中将两者很好的整合起来,共同完成系统功能。节点软件设计包括数据采集、处理、发送、接收,中断处理,网关节点与上位机通信,功耗管理,安全性实现等多个功能模块。  3.在VC++环境下完成了上位机监控软件设计,及上位机监控软件与网关节点通信协议设计。实现了对网络节点实时监测、控制和网络节点位置的直观显示。  4.对本系统中的关键问题进行了分析并给出解决方案:分析了基于RSSI的定位误差来源,并通过实测证明了其定位精度满足要求;在安全性方面,实现了节点入网控制、数据加密和数据鉴权;实现了终端节点的低功耗模式,对该模式下电池使用寿命进行了估算。
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