ZigBee远程数据采集系统的设计与实现(2)

ZigBee远程数据采集系统的设计与实现

武汉理’ｒ大学硕十学位论文

摘要

随着无线网络技术的飞速发展和同益普及，低速、低功耗、低成本的ＺｉｇＢｅｅ无线网络技术，己成为当前传感器网络及自动化控制领域中的一个重要研究课题。本论文对ＺｉｇＢｅｅ技术进行广泛深入的分析和研究，使用ＺｉｇＢｅｅ协议设计应用程序并结合硬件进行实验，主要研究工作如下：

（１）介绍了ＺｉｇＢｅｅ技术相关概念、应用前景和研究现状、体系结构、优缺点以及网络拓扑、设备类型、ＺｉｇＢｅｅ网络的基本框架、功能、特点等内容。

（２）对ＺｉｇＢｅｅ网络层、应用层及ＺｉｇＢｅｅ应用程序框架结构、功能进行了研究。分析了ＺｉｇＢｅｅ协议栈的总体功能结构，着重讨论网络建立、路由机制、数据帧结构和数据传输模式、数据处理模式以及编程接口，展示了整个系统的应用程序编写过程。

（３）分析了ＺｉｇＢｅｅ设备组成结构及硬件设计思路。在具体介绍ＪＮ５１２１处理器模块、电源模块、时钟模块、存储器模块以及各个接口模块的基础上给出了硬件设计的整体方案及硬件原理图。

（４）讨论了ＺｉｇＢｅｅ网络与因特网的互联及数据交换方式。研究了ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ．ｎｅｔ嵌入式操作的定制及嵌入式数据库的应用。

（５）组建基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线数据采集系统，以ＪＮ５１２１单片机和数字式温湿度传感器ＳＨＴｌ０设计出了传感器网络节点，￥３Ｃ２４４０控制器作为ＺｉｇＢｅｅ网关。传感器节点通过无线通信方式将数据发送到ＺｉｇＢｅｅ网关。ＺｉｇＢｅｅ网关通过以太网网络将数据传输给监测中心主机，并对实验结果进行分析。

该系统具有良好的人机交互界面和远程访问功能，良好的可移植性和扩展性，可以根据具体要求方便地在数据采集模块上进行传感器的扩充以实现更多功能。

关键词：ＺｉｇＢｅｅ技术，ＩＥＥＥ８０２．１５．４，无线网络，ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ．ｎｅｔ