基于ZigBee的区域无线控制系统

论文摘要

ZigBee技术是一种短距离、低功耗、低成本的无线组网通讯技术。本文设计了一种基于Zigbee无线技术的实验室无线控制系统。该控制系统由上位机、主控节点、各个子节点组成。上位机与各个主控节点通过以太网进行通信,主控节点又与多子节点构成星形网络,它们之间采用Zigbee技术进行通信。本文介绍了整个系统的构成,重点介绍上位机的软件设计。ZigBee无线通信技术属于IEEE802.15.4协议,是一种低功耗、低数据速率、低成本的技术,适合于进行低数据率传输的低成本设备,支持星型网络、树状网络、网状网络等多种网络拓扑,可以满足大部分网络结构的需求。ZigBee技术的低成本、低功耗特点使其广泛应用于门禁系统、矿井井下监测、工业过程控制、定位及消防安全等领域。本文正是基于ZigBee的无线通讯技术,设计的实验室无线控制系统,可以实现对实验室成员出勤情况的有效监控以及主节点和子节点之间的语音通信

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 系统总体方案介绍和构成
• 1.2 ZigBee 概述
• 1.3 区域无线定位系统介绍
• 1.3.1 主要设计思想
• 1.3.2 区域无线定位系统相关的节点装置
• 1.3.3 语音通讯介绍
• 1.3.4 上位机程序简介
• 1.4 本文研究内容以及行文安排
• 第2章 开发环境及相应技术介绍
• 2.1 VC 简介
• 2.2 PCB 设计软件简介
• 2.2.1 设计理念
• 2.2.2 特点
• 2.3 ZigBee
• 2.3.1 什么是 ZigBee
• 2.3.2 ZigBee 的起源
• 2.3.3 ZigBee 无线数据传输网络描述
• 2.3.4 ZigBee 的技术优势
• 2.4 CodeWarrior 简介
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 硬件概述
• 3.2 MC13213 单片机
• 3.2.1 MC13213 简介
• 3.2.2 MC13213 的主要特性
• 3.2.3 MC13213 集成的无线收发模块
• 3.3 网口通信
• 3.4 系统节点硬件设计
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 语音信号的处理
• 3.4.2.1 语音处理芯片的选取
• 3.4.2.2 可行性分析
• 3.4.2.3 语音信号处理
• 3.4.2.4 语音信号数字化及还原
• 3.4.3 天线模块硬件电路
• 3.4.3.1 天线简述
• 3.4.3.2 天线设计应注意事项
• 3.4.3.3 节点天线设计
• 3.4.4 电压转换
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 上位机软件设计
• 4.1.1 网络编程
• 4.1.1.1 计算机网络
• 4.1.1.2 IP 地址
• 4.1.1.3 IP 协议
• 4.1.1.4 网络异质性问题的解决
• 4.1.1.5 ISO
• 4.1.1.6 数据封装
• 4.1.1.7 TCP
• 4.1.1.8 IP 地址及其分类
• 4.2 语音通信软件设计
• 4.2.1 简述
• 4.2.2 语音信号的处理程序
• 4.2.2.1 语音主节点部分
• 4.2.2.2 语音子节点部分
• 4.3 区域无线定位系统上位机软件设计
• 4.3.1 定位方法
• 4.3.1.1 能量法
• 4.3.1.2 区域无线定位网络的搭建
• 4.3.1.3 信号强度大小计算
• 4.3.1.4 具体坐标计算
• 4.3.2 上位机软件设计
• 4.3.2.1 加载套接字库
• 4.3.2.2 创建并初始化套接字
• 4.3.2.3 实现接收端的功能
• 4.3.2.4 实现发送端的功能
• 第5章 工作总结和展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果