本文選題：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) + 無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)�。� 參考：《沈陽(yáng)建筑大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和日益普及,ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其短距離、低復(fù)雜度、低速率、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)前無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)及自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究課題。它依據(jù)IEEE 802.15.4/ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量,以接力的方式通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器,通信效率非常高。無(wú)線(xiàn)電能抄表系統(tǒng)是ZigBee應(yīng)用領(lǐng)域之一。抄表系統(tǒng)是日常生活中重要的組成部分,傳統(tǒng)抄表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差、準(zhǔn)確率較低,用戶(hù)數(shù)據(jù)不能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地送到相關(guān)部門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù),且抄表所需要的人力、物力代價(jià)也比較大,為了解決這些問(wèn)題無(wú)線(xiàn)抄表技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出。本文在對(duì)ZigBee技術(shù)進(jìn)行了分析和研究的基礎(chǔ)上提出了一種利用ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。論文主要完成了以下工作：●闡述了ZigBee協(xié)議棧的總體功能結(jié)構(gòu),對(duì)ZigBee的物理層、介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,詳細(xì)介紹了如何實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立,網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的加入與離開(kāi)等功能,●分析了ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的幾種路由協(xié)議,在對(duì)現(xiàn)有ZigBee路由算法分析的基礎(chǔ)上,提出了一種優(yōu)化樹(shù)形路由算法(Tree Routing Optimization,TRO),該算法能減少路由跳數(shù),從而提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。通過(guò)對(duì)隨機(jī)選取的數(shù)據(jù)路由過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比分析,比較了樹(shù)形路由算法和優(yōu)化樹(shù)形路由算法的執(zhí)行結(jié)果,表明本文所提出的TRO算法具有降低路由跳數(shù)的功能,適合在無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)中應(yīng)用�！ぴO(shè)計(jì)了一套無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)抄表試驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括微控制器(MCU)控制電路、無(wú)線(xiàn)通信電路以及數(shù)據(jù)采集電路,其中微控制器選用了8位8051微控制器即ATmega128L,射頻(RF)通信模塊的核心部分選擇了TI公司生產(chǎn)的CC2420的射頻收發(fā)器,數(shù)據(jù)采集電路核心處理器采用了ATMEL公司生產(chǎn)的ATmega8單片機(jī),并最終利用VC++開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)�！ぷ詈�,完成了系統(tǒng)整體平臺(tái)的搭建,并進(jìn)行了電表計(jì)量精度和ZigBee節(jié)點(diǎn)之間通訊的抗干擾能力測(cè)試,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)表明,無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)的各模塊可以正常運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,數(shù)據(jù)能夠傳輸?shù)焦芾碇行?且傳輸時(shí)延滿(mǎn)足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:With the rapid development of wireless network technology and the increasing popularity of ZigBee wireless network technology for its short distance, low complexity, low speed, low power consumption, The advantage of low cost has become an important research topic in wireless sensor network and automation control field. Based on the IEEE 802.15. 4% ZigBee protocol, it communicates among thousands of tiny sensors. These sensors require only a small amount of energy to transmit data from one sensor to another by means of radio waves, and the communication efficiency is very high. Radio energy meter reading system is one of the application fields of ZigBee. Meter reading system is an important part of daily life, the traditional meter reading data is poor in real time, low accuracy, user data can not be real-time, accurately sent to the relevant departments database, and the meter reading needs more manpower and material costs. In order to solve these problems, wireless meter reading technology should be shipped out. Based on the analysis and research of ZigBee technology, a design scheme of wireless meter reading system based on ZigBee technology is proposed in this paper. The main work of this paper is as follows: the overall function structure of ZigBee protocol stack is expounded. The physical layer, media access control layer, network layer and application layer of ZigBee are analyzed, and the establishment of ZigBee network is introduced in detail. Several routing protocols in ZigBee network are analyzed. Based on the analysis of existing ZigBee routing algorithms, a tree routing optimization algorithm (TRO) is proposed, which can reduce the number of routing hops. Thus, the flexibility of the network is improved and the network life is prolonged. By comparing and analyzing the randomly selected data routing process, the results of the tree routing algorithm and the optimized tree routing algorithm are compared. The results show that the proposed TRO algorithm has the function of reducing the number of routing hops. A set of wireless sensor network meter reading test system is designed. The system includes MCU control circuit, wireless communication circuit and data acquisition circuit. Among them, 8 bit 8051 microcontroller (ATmega128L) is selected as the microcontroller, the core part of RF communication module is the RF transceiver of CC2420 produced by TI, and the core processor of data acquisition circuit is ATmega8 single chip microcomputer produced by Atmel. Finally, the host computer monitoring platform is designed by using VC development environment. Finally, the whole system platform is built, and the measurement accuracy of electric meter and the anti-interference ability of communication between ZigBee nodes are tested. The modules of the wireless meter reading system can run normally, realize the construction of the network, the data can be transmitted to the management center, and the transmission delay can meet the design requirements of the system and meet the expected design requirements.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM933.4;TN92

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