基于无线网络的传感器系统设计研究

论文摘要

本论文的主要工作是设计与制作了基于ZigBee无线网络的传感器系统。论文研究了无线网络技术,其中包括了无线局域网的结构和无线局域网的工作原理。讨论了ZigBee的规范和协议。研究了ZigBee软硬件平台的结构,CC2430无线单片机及其片上8051内核的特性和工作原理。根据系统的硬件外部资源,研究了对整个系统进行的功能模块的划分。根据温度,湿度,热释电红外及可燃气体传感器的电气特性设计了相应的传感器电路及与该无线网络接口的硬件电路。在以上相关技术支持的基础上,选用TI提供的ZigBee协议栈Z-Stack?移植,实现了对系统无线网络接口的控制及相应的数据采集。通过对系统进行的各个功能模块的软硬件调试及系统综合调试,硬件电路达到了系统的总体要求。实现了基于ZigBee无线网络的传感器系统功能。

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第一章绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 研究的主要内容及章节安排

第二章 ZigBee 无线网络技术

2.1 典型的无线网络结构

2.1.1 无线局域网的工作原理

2.1.2 无线局域网的网络结构

2.2 ZigBee 网络

2.2.1 ZigBee 网络体系架构

2.2.2 ZigBee 规范

2.3 短距离无线标准IEEE802.15.4

2.3.1 物理层

2.3.2 MAC 层

2.4 ZigBee 协议栈结构

2.4.1 IEEE802.15.4 通信层

2.4.2 ZigBee 网络层

2.4.3 ZigBee 应用层

2.5 ZigBee 软件开发平台

第三章 ZigBee 硬件平台

3.1 ZigBee 硬件平台系统结构

3.2 CC2430 无线单片机主要特性

3.3 片上8051 内核

3.4 引脚和IO 口配置

3.5 无线模块（Radio）

3.6 AES 协处理器（AES Coprocessor）

3.7 AD 转换器

3.8 随机数产生器

第四章传感器电路及无线接口设计

4.1 温湿度检测

4.2 可燃性气体检测

4.3 热释电红外模块设计

4.4 传感器节点无线接口设计

4.5 传感器节点电源电路设计

第五章系统软件设计

5.1 系统无线网络模块控制部分

5.2 主机数据读取及界面显示部分

第六章系统软硬件调试

6.1 硬件测试模块划分

6.2 系统硬件部分调试及主要性能参数

6.3 系统软件部分调试

6.4 系统整体调试

结束语

致谢

参考文献

硕士期间发表的论文

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