基于光纤传感器和ZigBee技术的无线传感器网络

论文摘要

本文介绍了无线传感器网络的国内外发展动态、相关理论、实现方法、应用领域等;在此基础上,详细论述了光纤传感原理,以及无线传感器网络的设计思想、方案、测试结果和用户使用情况。在设计中采用美国TI公司的SOC芯片CC2430、ZigBee技术和射频电路的设计方法,完成了发射功率可调的无线传感器网络节点的ZigBee无线数传模块、测试底板及相应软件。给出了无线传感器网络的系统框图,无线收发电路、无线数传模块和测试底板的硬件电路框图、原理图、PCB截图,以及嵌入式软件的流程图。详细说明了计算机测试配置软件。最后,利用测试配置软件对无线模块的数据通信进行测试,用户使用报告表明本系统通信距离远、接收灵敏度高、通信可靠、功耗低、体积小,应用范围广泛,成本低,是一种性价比较高的无线传感器网络。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无线传感器网络发展概述
• 1.1.1 研究背景及意义
• 1.1.2 国内外研究发展动态及研究方向
• 1.2 无线传感器网络的实现方法
• 1.2.1 各种实现方法的比较
• 1.2.2 ZigBee技术的特点
• 1.3 论文结构
• 1.4 本章小结
• 第二章 光纤传感器基本理论
• 2.1 光纤传感器组成
• 2.2 光纤传感器的类型及特点
• 2.2.1 光纤电流传感器
• 2.2.2 光纤压力传感器
• 2.2.3 光纤位移传感器
• 2.2.4 光纤声传感器
• 2.2.5 光纤温度传感器
• 2.2.6 光纤液位传感器
• 2.3 光纤传感器的应用
• 2.4 本章小结
• 第三章 ZIGBEE技术理论
• 3.1 ZIGBEE网络通信技术概况
• 3.2 ZIGBEE体系结构
• 3.3 ZIGBEE无线通信标准的特点
• 3.3.1 ZigBee无线通信标准对可靠性的支持
• 3.3.2 ZigBee无线通信标准对低功耗的支持
• 3.3.3 ZigBee组网技术
• 3.4 ZIGBEE无线通信标准的应用领域
• 3.5 CC2430芯片介绍
• 3.5.1 CC2430芯片的主要特点
• 3.5.2 CC2430芯片的引脚功能
• 3.5.3 典型应用电路
• 3.6 EDA设计工具Altium Designer软件介绍
• 第四章 基于CC2430的ZIGBEE无线网络模块的设计
• 4.1 无线数传模块硬件原理图和PCB设计
• 4.2 测试底板的原理图和PCB设计
• 4.3 软件设计简介
• 4.4 本章小结
• 第五章 天线和盒体设计
• 5.1 2.4GHz电波传输环境及天线设计
• 5.2 盒体结构设计
• 第六章 上位机软件设计与无线传感器网络的实现
• 6.1 上位机软件设计
• 6.1.1 串口应用软件协议
• 6.1.2 主要界面及其说明
• 6.1.3 软件的主要部分代码实例
• 6.2 基于光纤传感器和ZIGBEE技术的无线传感器网络的试验
• 6.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间的成果