基于ZigBee的仓储监测系统的设计

论文摘要

无线传感器网络是由大量分布的不同规格和功能的具有感知、计算和通信能力的微型传感器节点通过自组织的方式构成的一个以数据为中心的无线网络。大量传感器节点通过相互之间的分工协作，可实时感知、监测和采集分布区域内的监测对象或周围环境的信息。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信技术，在组织无线传感器网络中有着极其重要的研究价值。本文分析ZigBee的基本理论和组网方式，结合目前已有的传感器技术，提出了用于温湿度监测的无线传感器网络系统方案。系统中传感器采集网络由分布在大型仓库中的传感器节点组成，采集温湿度等环境变量信息。每个传感器节点均带有液晶显示功能，中心节点接收各个传感器节点发送的数据，并显示、分析和存储。本文完成了主节点以ATMEGA16L和CC2420分别作为主控部分和传输芯片，LCD1286作为显示屏的多点无线温湿度监测系统，基本达到预期效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及现状
• 1.2 无线传感器网络的特点
• 1.2.1 无线传感器网络体系结构
• 1.2.2 无线传感器节点体系结构
• 1.2.3 无线传感器网络的特点
• 1.3 无线传感器网络的关键技术
• 第二章 IEEE802.15.4标准与ZIGBEE技术
• 2.1 IEEE802.1 5.4/ZIGBEE概述
• 2.1.1 ZigBee技术联盟
• 2.1.2 IEEE802.15.4/ZigBee主要技术特点
• 2.1.3 IEEE802.15.4/ZigBee技术与其他无线技术比较
• 2.2 IEEE802.15.4/ZIGBEE协议架构
• 2.2.1 物理层（PHY）
• 2.2.2 介质接入控制子层（MAC层）
• 2.2.3 网络层
• 2.2.4 应用层
• 2.3 IEEE802.15.4/ZIGBEE路由描述
• 2.3.1 ZigBee路由（ZigBeeRouting，ZBR）
• 2.3.2 Cluster-tree
• 2.3.3 AODVjr
• 第三章 系统总体设计方案
• 3.1 系统功能描述
• 3.2 方案论证
• 3.3 设计方案
• 第四章 系统硬件设计
• 4.1 AVR简介
• 4.1.1 AVR单片机简介
• 4.1.2 ATmega16L简介
• 4.1.3 ATEMEGA16L的SPI功能
• 4.2 CC2420技术特点
• 4.2.1 无线收发模块CC2420的结构特点
• 4.2.2 CC2420内部结构
• 4.2.3 CC2420外围电路
• 4.2.4 CC2420处理器接口
• 4.2.5 CC2420内部寄存器
• 4.2.6 CC2420内部RAM读写
• 4.3 温湿度传感器电路设计
• 4.3.1 SHT11的结构特点
• 4.3.2 SHT11的性能特点
• 4.3.3 温湿度值的计算
• 4.3.4 温湿度寄存器使用说明
• 4.4 显示部分
• 4.4.1 液晶显示模块LCD12864结构特点
• 4.4.2 液晶显示模块LCD12864读写时序
• 4.4.3 单片机与液晶模块电路设计
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 星形网络拓扑实现
• 5.1.1 星形网络简介
• 5.1.2 星形网络节点硬件实现
• 5.2 星形网络节点程序实现
• 5.2.1 初始化流程
• 5.2.2 数据发送接收流程
• 第六章 系统测试过程与测试
• 6.1 编译软件的使用
• 6.2 液晶调试
• 6.3 SHT11的调试
• 6.4 两点之间的通信调试
• 6.5 三个节点组网测试
• 第七章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文及参与项目