多通道环境监控系统无线采集模块研制

论文摘要

随着一些特殊行业中对环境的要求越来越高,对环境参数进行实时监控便成为一个重的的任务。本课题就是针对实际中出现的问题,提出相应可行的解决方案。系统包括有线、无线多通道技术采集方式的数据采集部分;基于ARM技术的嵌入式主控制平台和基于以太网的数据上传信道;上位机的数据处理系统、数据库及其友好用户界面等。该系统是集数据采集和传输于一体的软、硬件平台,客户可以根据需求,利用嵌入式控制平台现场查看任意节点的环境参数值,如温度、湿度等,便于实时掌握被监控环境的情况。上位机端的数据管理可以方便用户进行远程监控,甚至可在异地随时了解被监控环境的状态。许多环境监控现场是已建成并安置好设备的场所,采用有线方式采集数据需要大量的布线,常常要破坏原有的建筑,不仅带来浪费,有时还不容许对原有建筑进行改造。针对一些不适合布线或无法进行有线数据采集的环境,本课题使用基于IEEE802.15.4协议的无线传感器网络实现环境参数的采集与传输。IEEE802.15.4标准适用于低速无线个人区域网（low-rate wireless personal area network, LR-WPAN）,低能量消耗、低速率传输和低成本是其特点。本论文的重点是设计与研制系统的无线传感器网络模块。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的开发背景及提出的解决方案
• 1.1.1 课题的开发背景
• 1.1.2 课题提出的解决方案
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 国外无线传感器网络研究状况
• 1.2.2 国内无线传感器网络研究状况
• 1.3 课题的研究目标及主要工作
• 1.4 论文结构
• 第二章 基于嵌入式系统的多通道环境参量实时测控仪介绍
• 2.1 系统的体系结构
• 2.2 嵌入式系统介绍
• 2.2.1 嵌入式系统的构成
• 2.2.2 嵌入式系统的特点
• 2.2.3 嵌入式平台介绍
• 2.2.4 SQLite数据库介绍
• 2.3 有线/无线多通道数据采集与传输介绍
• 第三章 Zigbee协议介绍
• 3.1 ZigBee协议分析
• 3.1.1 ZigBee协议概述
• 3.1.2 ZigBee协议的优势
• 3.1.3 ZigBee协议应用领域
• 3.2 IEEE802.15.4 标准
• 3.2.1 IEEE802.15.4 的主要特点
• 3.2.2 PAN节点分类
• 3.2.3 MAC子层规范
• 3.2.4 物理层（PHY）规范
• 3.2.5 安全服务
• 第四章 无线数据采集模块的设计和调试
• 4.1 Zigbee芯片的选择
• 4.1.1 CC2430 的主要特点
• 4.1.2 CC2430 的典型应用电路
• 4.1.3 CC2430 芯片的引脚功能
• 4.2 硬件平台结构
• 4.2.1 CC2430 管脚资源的使用情况
• 4.2.2 发射模块的电路设计
• 4.2.3 RS232 模块的设计
• 4.2.4 电源模块的设计
• 4.2.5 其他连接
• 4.3 模块的测试
• 4.3.1 串口通信模块的测试
• 4.3.2 发射模块的测试
• 4.3.3 点对点通信测试
• 4.3.4 硬件平台测试总结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 串口通信测试代码
• 附录二 点对点通信测试代码