ZigBee技术在远程监控网络中的应用研究

论文摘要

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,自动寻找路由,组网灵活,适合节点密集型的网络。远程监控网络是在计算机测控技术的基础上,将无线网络和计算机测控技术相结合,实现了对远程终端设备的测量与控制,工作人员不必亲临现场就能实现对远程设备的管理和控制。将ZigBee技术应用于远程监控网络,在实际应用中有非常重要的意义。本文主要研究内容包括ZigBee技术的基本特点、通信协议、网络拓扑结构和路由协议,计算机测控技术,网络节点硬件和软件的设计与实现,终端节点的硬件和软件的设计与实现,系统通信规约的设计。构建了一个从监控中心到网络节点再到终端节点的ZigBee远程监控网络,首先,完成了网络节点软硬件的设计与实现,使网络节点连接两个不同的ZigBee子网,完成整个系统数据的转发功能,从而实现增加ZigBee网络节点数目和扩大网络覆盖面积的目的,使ZigBee网络更适合节点密集,节点数量更多的网络。其次,完成了终端节点软硬件的设计与实现,实现了终端节点基本的测量与控制功能。再次,在ZigBee通信协议的基础上,设计了系统的通信规约,在一定的程度上,保证了数据的传输速度和正确性,从而实现了整个系统的正常通信。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 内外研究动态
• 1.2.1 ZigBee 技术的国内外研究动态
• 1.2.2 远程监控网络的国内外研究动态
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 ZigBee 技术和计算机测控技术
• 2.1 ZigBee 技术
• 2.1.1 ZigBee 网络概述
• 2.1.2 ZigBee 典型网络结构
• 2.1.3 ZigBee 通信模式
• 2.2 计算机测控及相关技术
• 2.2.1 计算机控制系统
• 2.2.2 计算机测控技术
• 2.2.3 数据采集技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统组成结构关键问题及实现功能
• 3.1 系统的组成结构
• 3.2 系统的关键问题
• 3.2.1 ZigBee 网络体系结构
• 3.2.2 网络拓扑结构
• 3.2.3 ZigBee 路由
• 3.2.4 网络层路由算法分析
• 3.2.5 网络节点的提出
• 3.3 系统实现的功能
• 3.4 开发工具
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统的设计与实现
• 4.1 网络节点的设计与实现
• 4.1.1 硬件的设计与实现
• 4.1.2 软件的设计与实现
• 4.2 终端节点的设计与实现
• 4.2.1 硬件的设计与实现
• 4.2.2 软件的设计与实现
• 4.3 通信规约的设计
• 4.3.1 数据通信
• 4.3.2 数据通信方式
• 4.3.3 通信规约的选择
• 4.3.4 系统的通信机制
• 4.3.5 系统通信的报文格式
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 系统测试及运行结果
• 5.1.1 硬件测试
• 5.1.2 软件测试
• 5.1.3 网络节点功能测试
• 5.1.4 终端节点功能测试
• 5.2 取得的成果
• 5.3 进一步的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 附录1 网络节点原理图和PCB 图
• 附录2 终端节点原理图和PCB 图
• 附录3 调试工具
• 详细摘要