本文關(guān)鍵詞：基于ZIGBEE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)研制

  更多相關(guān)文章： 靜壓式液位計(jì) ZIGBEE NS2 網(wǎng)絡(luò)健壯性

【摘要】：靜壓式液位計(jì)是液位測(cè)量的重要工具,主要用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)罐、釜、塔等液位的監(jiān)測(cè)。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化要求的不斷提高,特別是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,現(xiàn)有的靜壓式液位計(jì)已越發(fā)不能滿足工業(yè)自動(dòng)化的需求。主要存在以下三個(gè)弊端:有線方式連接布線復(fù)雜、信號(hào)采集實(shí)時(shí)性差、信號(hào)傳輸率低。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)液位儀表的無(wú)線接入,信號(hào)實(shí)時(shí)采集,及提高信號(hào)傳輸率。將靜壓式液位計(jì)壓力測(cè)量模塊與無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)相結(jié)合,研制出一套基于ZIGBEE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的靜壓式液位計(jì)系統(tǒng),對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)液位儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳輸和處理。系統(tǒng)的硬件電路圍繞TI公司CC2530F256芯片設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì)基于ZIGBEE802.15.4協(xié)議,組網(wǎng)設(shè)計(jì)基于AODVjr節(jié)能協(xié)議。本文還考慮到在大規(guī)模組網(wǎng)環(huán)境下,如采用單一SINK節(jié)點(diǎn)時(shí),SINK節(jié)點(diǎn)會(huì)因?yàn)榇罅哭D(zhuǎn)發(fā)周圍其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù),從而導(dǎo)致其電量迅速消耗,最終使得整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)失效。為了保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性,減少傳感器節(jié)點(diǎn)到SINK節(jié)點(diǎn)的跳數(shù),采用多SINK節(jié)點(diǎn)部署方法,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功耗函數(shù)及網(wǎng)絡(luò)成本函數(shù)比值,推算出在保證網(wǎng)絡(luò)健壯性最佳的同時(shí)網(wǎng)絡(luò)成本最低,即最優(yōu)SINK節(jié)點(diǎn)數(shù)。并通過(guò)NS2網(wǎng)絡(luò)模擬軟件進(jìn)行仿真,通過(guò)仿真表明,最優(yōu)SINK節(jié)點(diǎn)數(shù)與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)、節(jié)點(diǎn)功耗以及普通節(jié)點(diǎn)與SINK節(jié)點(diǎn)成本等參數(shù)有關(guān),通過(guò)仿真驗(yàn)證了該理論的正確性。
【關(guān)鍵詞】：靜壓式液位計(jì) ZIGBEE NS2 網(wǎng)絡(luò)健壯性
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH816;TN92;TP212.9
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-13
• 第1章 緒論13-16
• 1.1 課題背景及意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 ZIGBEE無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)16-23
• 2.1 ZIGBEE技術(shù)介紹16-17
• 2.2 ZIGBEE通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)17
• 2.3 ZIGBEE協(xié)議棧（IEEE802.15.4）17-21
• 2.3.1 IEEE802.15.4 的主要特征18-19
• 2.3.2 ZIGBEE與IEEE802.15.4 的關(guān)系19-21
• 2.4 ZIGBEE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-22
• 2.5 ZIGBEE的應(yīng)用范圍22-23
• 第3章 ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-55
• 3.1 傳統(tǒng)靜壓式液位計(jì)結(jié)構(gòu)改進(jìn)23-24
• 3.2 靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)24-30
• 3.2.1 靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)24-26
• 3.2.2 CC2530芯片簡(jiǎn)介26
• 3.2.3 天線的設(shè)計(jì)26-27
• 3.2.4 晶振電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.2.5 電源設(shè)計(jì)28
• 3.2.6 LED指示燈設(shè)計(jì)28-29
• 3.2.7 CC2530芯片AD轉(zhuǎn)換29
• 3.2.8 RS232串口設(shè)計(jì)29-30
• 3.3 無(wú)線壓力傳感器模塊設(shè)計(jì)30-32
• 3.3.1 常壓罐體的無(wú)線壓力傳感器設(shè)計(jì)30-32
• 3.3.2 帶壓罐體的無(wú)線差壓傳感器設(shè)計(jì)32
• 3.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理32-33
• 3.5 電量自給系統(tǒng)設(shè)計(jì)33
• 3.6 基于ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)執(zhí)行器設(shè)計(jì)33-35
• 3.7 靜壓式液位計(jì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)35
• 3.8 靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)35-37
• 3.9 創(chuàng)建工程37-51
• 3.9.1 建立終端節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器工程37-39
• 3.9.2 工程設(shè)置39-40
• 3.9.3 路由器工程選項(xiàng)設(shè)置40-42
• 3.9.4 任務(wù)與事件42-44
• 3.9.5 設(shè)備信息設(shè)置44-46
• 3.9.6 協(xié)調(diào)器建網(wǎng)與組網(wǎng)46-48
• 3.9.7 獲取設(shè)備信息48-49
• 3.9.8 數(shù)據(jù)通信49
• 3.9.9 NV存儲(chǔ)49-51
• 3.10 系統(tǒng)演示51-55
• 第4章 靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)多SINK節(jié)點(diǎn)布置55-77
• 4.1 靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)ZIGBEE協(xié)議棧介紹55-58
• 4.1.1 物理層(PHY)規(guī)范55-56
• 4.1.2 媒介層(MAC)規(guī)范56-57
• 4.1.3 網(wǎng)絡(luò)層(NWK)規(guī)范57
• 4.1.4 應(yīng)用層(APL)規(guī)范57-58
• 4.2 ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)58
• 4.3 ZIGBEE路由58-59
• 4.3.1 ZIGBEE路由建立58-59
• 4.3.2 鏈路維護(hù)過(guò)程59
• 4.4 ZIGBEE協(xié)議層低功耗的設(shè)計(jì)59-60
• 4.5 AODVjr節(jié)能算法60-61
• 4.6 多SINK節(jié)點(diǎn)的部署61-65
• 4.6.1 液位計(jì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)健壯性部署方法62-63
• 4.6.2 網(wǎng)絡(luò)消耗成本63
• 4.6.3 SINK節(jié)點(diǎn)優(yōu)化63-65
• 4.7 靜壓式液位計(jì)系統(tǒng)組網(wǎng)仿真65-73
• 4.7.1 NS2概述65
• 4.7.2 NS2模擬的基本流程65-70
• 4.7.3 NS2軟件對(duì)液位計(jì)系統(tǒng)的建模仿真70-73
• 4.8 NS2仿真結(jié)果73-77
• 第5章 總結(jié)與展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 致謝81-82
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82

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