本文關(guān)鍵詞：多點(diǎn)設(shè)備信息無(wú)線采集系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集方式作為一種新興的數(shù)據(jù)采集技術(shù),具有節(jié)點(diǎn)布置簡(jiǎn)單,靈活性高,價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),使無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸代替了傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)采集方式。比較了幾種短距離無(wú)線通信方式,Zig Bee技術(shù)的功耗和成本更低、組網(wǎng)性能強(qiáng)、體積小的優(yōu)點(diǎn),可以滿足無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)需求。本文選用了Zig Bee技術(shù)方案,將Zig Bee通信與數(shù)據(jù)采集技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于Zig Bee無(wú)線通信方式的數(shù)據(jù)采集方案。針對(duì)LEACH路由算法存在一些問(wèn)題,比如說(shuō)節(jié)點(diǎn)的剩余能量,簇頭與基站的通信路徑等,本文提出了一種改進(jìn)算法。改進(jìn)算法在簇頭選舉過(guò)程中,首先考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量的大小,降低一些低能量節(jié)點(diǎn)成為簇頭的可能性,并且簇頭在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候,采用多跳通信方式,減少了遠(yuǎn)距離簇頭節(jié)點(diǎn)的能耗問(wèn)題。整個(gè)系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集終端和數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)兩個(gè)部分。以低功耗處理器STM32F103VBT6和CC2530射頻芯片為系統(tǒng)硬件平臺(tái)。其中,低功耗的微處理器STM32F103VBT6具有豐富的外設(shè),能夠擴(kuò)展傳感器實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集,為搭載不同種類的傳感器設(shè)計(jì)了數(shù)字和模擬傳感器接口,無(wú)線射頻模塊采用CC2530芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。系統(tǒng)采用電池供電,并且將模擬電源和數(shù)字電源分開(kāi)設(shè)計(jì),提高數(shù)據(jù)采集的可靠性。在IAR Embedded Workbench集成編譯器開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的下位機(jī)軟件設(shè)計(jì),下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括對(duì)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集、無(wú)線射頻收發(fā)、USB串口通信和SPI通信等。本文最后系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證。主要測(cè)試了射頻模塊的射頻發(fā)射性能,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸以及數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的工作壽命。結(jié)果證明了本文設(shè)計(jì)的基于無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案是可行的,能夠采集多路數(shù)據(jù),并具有易搭建、低功耗的優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)采集 改進(jìn)LEACH算法 STM32F103VBT6 CC2530
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題研究的背景及意義10
• 1.2 無(wú)線傳感器國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)12-13
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)13-14
• 2 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)14-22
• 2.1 ZigBee技術(shù)的發(fā)展14
• 2.2 ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)14-15
• 2.3 IEEE802.15.4 協(xié)議規(guī)范15-16
• 2.3.1 物理層15-16
• 2.3.2 MAC層16
• 2.4 ZigBee協(xié)議規(guī)范16-18
• 2.4.1 網(wǎng)絡(luò)層17-18
• 2.4.2 應(yīng)用層18
• 2.5 ZigBee與其他短距離無(wú)線技術(shù)的比較18-20
• 2.6 本章小結(jié)20-22
• 3 系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)22-38
• 3.1 系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)原則22
• 3.2 系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-23
• 3.3 數(shù)據(jù)處理控制模塊23-32
• 3.3.1 微處理器STM32F103VET623-26
• 3.3.2 傳感器接口電路26-27
• 3.3.3 電源電路模塊設(shè)計(jì)27-28
• 3.3.4 SPI接口模塊28-29
• 3.3.5 JTAG接口模塊29-30
• 3.3.6 FLASH接口模塊30-31
• 3.3.7 USB串口模塊31-32
• 3.4 無(wú)線射頻收發(fā)模塊32-34
• 3.5 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)與調(diào)試34-36
• 3.5.1 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)34-36
• 3.5.2 系統(tǒng)的硬件調(diào)試36
• 3.6 本章小結(jié)36-38
• 4 系統(tǒng)路由算法的研究與選取38-46
• 4.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由算法38
• 4.2 分簇算法的特點(diǎn)38-39
• 4.3 經(jīng)典分層路由算法39-40
• 4.3.1 TEEN路由算法39
• 4.3.2 經(jīng)典LEACH路由算法39-40
• 4.4 改進(jìn)的LEACH路由算法40-44
• 4.4.1 能量模型41
• 4.4.2 簇頭的選擇41-42
• 4.4.3 簇間的最小生成樹(shù)路由42-43
• 4.4.4 仿真結(jié)果對(duì)比及分析43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-46
• 5 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)46-56
• 5.1 IAR軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介46
• 5.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)通信的實(shí)現(xiàn)46-48
• 5.2.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)組建網(wǎng)絡(luò)46-47
• 5.2.2 節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)47-48
• 5.2.3 網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)現(xiàn)48
• 5.3 無(wú)線射頻收發(fā)程序設(shè)計(jì)48-50
• 5.3.1 無(wú)線模塊發(fā)送程序設(shè)計(jì)48-49
• 5.3.2 無(wú)線模塊接收程序設(shè)計(jì)49-50
• 5.4 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)50
• 5.5 綜合數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)50-54
• 5.5.1 匯聚節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)的串口通信50-51
• 5.5.2 微處理器與無(wú)線射頻模塊通信51-53
• 5.5.3 綜合處理終端主程序53-54
• 5.6 軟件調(diào)試54
• 5.7 本章小結(jié)54-56
• 6 系統(tǒng)測(cè)試與分析56-62
• 6.1 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)56-57
• 6.2 射頻性能測(cè)試57-58
• 6.3 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)工作壽命測(cè)試58-59
• 6.4 數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試59-60
• 6.5 本章小結(jié)60-62
• 7 總結(jié)與展望62-64
• 7.1 工作總結(jié)62-63
• 7.2 今后工作展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文清單68-70
• 致謝70

【相似文獻(xiàn)】

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4 谷波;;數(shù)據(jù)采集積極性不高[J];施工企業(yè)管理;2012年04期

5 ;致謝[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2012年06期

6 ;數(shù)據(jù)采集與處理2012年(第27卷1～6期)總目次[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2012年06期

7 王麗;;通信計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的模式探討[J];科技傳播;2013年09期

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2 王艷萍;李道武;章志明;李可;陳亞微;高俊雄;單保慈;魏龍;;用于小動(dòng)物PET的數(shù)據(jù)采集和符合系統(tǒng)[A];第九屆全國(guó)正電子譜學(xué)會(huì)議論文集[C];2005年

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4 蔡尹楚;王立校;;多種新型數(shù)據(jù)采集方式在化工企業(yè)能源數(shù)據(jù)采集中的組合應(yīng)用[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2014年會(huì)暨能源計(jì)量與綠色冶金論壇論文集[C];2014年

5 周威;陳五一;;切削數(shù)據(jù)采集研究[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國(guó)航空學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

6 王磊;馬婉麗;姚成虎;;U盤(pán)功能在數(shù)據(jù)采集儀器中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)[A];第二屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

7 王澤保;;智能化數(shù)據(jù)采集記錄儀[A];1996年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1996年

8 遲曉珠;王勁松;;三維加速度數(shù)據(jù)采集及通訊系統(tǒng)[A];2000全國(guó)力學(xué)量傳感器及測(cè)試、計(jì)量學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

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10 華澤璽;王長(zhǎng)林;肖鵬;;改善傳統(tǒng)通信模式提高數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性[A];四川省通信學(xué)會(huì)2004年通信技術(shù)論文集(一)[C];2004年

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1 浙江省杭州市桐廬縣煙草專賣局（分公司） 張韜;客戶經(jīng)理數(shù)據(jù)采集“小貼士”[N];東方煙草報(bào);2011年

2 佟偉;做好數(shù)據(jù)采集 強(qiáng)化稅收征管[N];長(zhǎng)白山日?qǐng)?bào);2005年

3 葛學(xué)忠;我州旅游數(shù)據(jù)采集任務(wù)如期完成[N];民族日?qǐng)?bào);2008年

4 記者 溫躍邋朱鋒 通訊員 姜春;人行威海中心支行創(chuàng)新貸款數(shù)據(jù)采集流程見(jiàn)實(shí)效[N];金融時(shí)報(bào);2008年

5 劉亞迅　特約記者 方立華;數(shù)據(jù)采集表評(píng)判訓(xùn)練短長(zhǎng)[N];解放軍報(bào);2010年

6 胡濤;源頭數(shù)據(jù)采集單軌運(yùn)行[N];中國(guó)石化報(bào);2010年

7 王顯鋒;蘭西國(guó)稅局力爭(zhēng)數(shù)據(jù)采集“開(kāi)門(mén)紅”[N];黑龍江經(jīng)濟(jì)報(bào);2005年

8 孫紅偉 特約記者 程永亮;34個(gè)數(shù)據(jù)采集組嵌入演練場(chǎng)[N];解放軍報(bào);2012年

9 張黎明 馬敬輝;讓胡路國(guó)稅局做好動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備工作[N];黑龍江經(jīng)濟(jì)報(bào);2005年

10 張黎明 馬敬輝;讓胡路國(guó)稅局動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集進(jìn)展順利[N];黑龍江經(jīng)濟(jì)報(bào);2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 邵蘇杰;面向智能配用電網(wǎng)數(shù)據(jù)懫集的流量調(diào)度機(jī)制[D];北京郵電大學(xué);2015年

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3 齊林;面向可追溯的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與建模方法研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

4 劉傳波;列車縱向沖動(dòng)的機(jī)理研究及檢測(cè)儀器的開(kāi)發(fā)[D];武漢理工大學(xué);2009年

5 牛田野;特殊等離子體環(huán)境物理信息獲取與處理的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

6 李忠龍;基于現(xiàn)有傳感器的橋梁無(wú)線檢測(cè)技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡延凱;公共建筑能耗數(shù)據(jù)懫集與信息處理一體化集成技術(shù)研究[D];山東建筑大學(xué);2015年

2 張麗萍;雷電三維電場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與分析[D];南京信息工程大學(xué);2015年

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4 吳濤;基于寬帶衛(wèi)星的海洋海事信息數(shù)據(jù)懫集裝置研發(fā)[D];集美大學(xué);2015年

5 梁佩;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

6 李曉紅;基于SOA架構(gòu)的中職教育數(shù)據(jù)采集與KPI決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

7 徐碩碩;基于LabVIEW的燃?xì)饽茉此矐B(tài)數(shù)據(jù)采集與處理[D];北華航天工業(yè)學(xué)院;2015年

8 隋玉濤;惠民縣民生信息數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];山東大學(xué);2015年

9 李彬雅;基于智能手機(jī)的泊車位判尋系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];福建師范大學(xué);2015年

10 王政;4通道數(shù)據(jù)采集中頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：多點(diǎn)設(shè)備信息無(wú)線采集系統(tǒng)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：257912