本文關(guān)鍵詞：文物環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與開發(fā)　出處：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 通信網(wǎng)關(guān) ZigBee 以太網(wǎng) 通言協(xié)議

【摘要】：我國具有悠久的歷史和無數(shù)珍貴的文物,這些文物是中華民族歷史和文化的象征與縮影,因此利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進行文物保護具有重大意義。文物監(jiān)控作為文物保護過程中不可或缺的環(huán)節(jié)具有實時性和長期性,但在監(jiān)控過程中人工巡檢效率低,有線傳感器監(jiān)測布線困難,成本高。而ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低成本、低功耗、自組網(wǎng)、近距離等特點,在文物環(huán)境監(jiān)控方面有很大優(yōu)勢。同時,以太網(wǎng)技術(shù)可以將數(shù)據(jù)遠距離傳輸。因此,設(shè)計一種通信網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)間的通信具有重要意義。本文研究了文物環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)整體框架,設(shè)計出一種基于嵌入式系統(tǒng)的ZigBee轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的通信網(wǎng)關(guān),主要工作內(nèi)容如下:通過參與編寫《文物保存環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用要求》,設(shè)計了環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,將通信過程分為四種模式,設(shè)計了報文結(jié)構(gòu)及相關(guān)命令,并針對四種通信模式的工作情況設(shè)計了網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)機。對ZigBee轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進行了硬件設(shè)計。網(wǎng)關(guān)以飛思卡爾公司的i.MX287處理器為核心,并結(jié)合基于CC2530的ZigBee通信模塊和以太網(wǎng)物理層芯片LAN8720A,實現(xiàn)了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)的結(jié)合。還設(shè)計了供電模塊、RS-232串口模塊等外圍電路,用于網(wǎng)關(guān)調(diào)試及使用。編寫網(wǎng)關(guān)程序并進行了調(diào)試,主要包括ZigBee通信和以太網(wǎng)通信兩方面內(nèi)容。設(shè)計了網(wǎng)關(guān)內(nèi)部ZigBee模塊與嵌入式系統(tǒng)之間的通信報文格式,實現(xiàn)了 ZigBee模塊向嵌入式系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)以及嵌入式系統(tǒng)向ZigBee節(jié)點下發(fā)命令的通信功能。網(wǎng)關(guān)傳輸層使用UDP協(xié)議;應(yīng)用層依據(jù)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,封裝網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)報文,實現(xiàn)了不同通信模式下的通信命令,并設(shè)計出具有重傳機制的發(fā)送函數(shù),根據(jù)通信命令自動選擇通信狀態(tài)機并完成通信過程。最后,對通信網(wǎng)關(guān)進行了通信協(xié)議一致性測試,經(jīng)驗證,網(wǎng)關(guān)設(shè)計與應(yīng)用要求相符。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN915.05

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本文編號：1317169