物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用課程結(jié)課論文(已修改)
2025-06-12 18:54 本頁面
【正文】 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用課程結(jié)課論文 單位（學(xué) 院）： 學(xué) 生 姓 名： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 年 月 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用課程結(jié)課論文 題目：基于 ZigBee 的無線火災(zāi)探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 摘 要 本文以學(xué)生所在實(shí)驗(yàn)室目前所做的項(xiàng)目基于 ZigBee 的無線火災(zāi)探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，給出了一種基于 ZigBee 的無線火災(zāi)探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方案。從硬件和軟件兩個(gè)方面討論了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。硬件設(shè)計(jì)部分說明了硬件模塊的原理和實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)射頻 PCB 板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了討論。軟件方面對(duì) ZigBee 協(xié)議棧和集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行了介紹，并設(shè)計(jì)了用于火災(zāi)探測(cè)的 ZigBee 設(shè)備協(xié)定（Profile）。另外軟件方面還討論了 ZigBee 協(xié)議棧所使用的基于 OSAL 的多任務(wù)操作系統(tǒng)，及其軟件設(shè)計(jì)。是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展環(huán)節(jié)中一個(gè)比較典型的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：ZigBee，火災(zāi)探測(cè)，射頻 PCB，單片機(jī)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 前 言 目前，有線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟。他們主要采用兩條或多條的銅芯絕緣導(dǎo)線或銅芯電纜穿管后與控制器相接。但是由于采用了有線連接，線路容易老化或遭到腐蝕、鼠咬、磨損，系統(tǒng)耗材多、造價(jià)高、功耗大、擴(kuò)展能力差、設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)復(fù)雜。解決這些問題的最佳方法就是取消硬線連接，使用可以即插即用的無線系統(tǒng)。事實(shí)上除了解決以上提到問題以外，在臨時(shí)建筑、復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、文物保護(hù)單位、展覽館、高級(jí)寫字樓，大空間建筑等許多不便于消防系統(tǒng)布線的場(chǎng)所，也一直存在著對(duì)無線火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的迫切需求?？上чL(zhǎng)久以來無線系統(tǒng)一直背負(fù)著價(jià)格昂貴、電池續(xù)航能力不足、連接不穩(wěn)定等惡名。不過近年來，隨著無線通信、微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）等技術(shù)的日益成熟和完善，我們已經(jīng)有能力制造出價(jià)格合理、續(xù)航能力強(qiáng)、連接穩(wěn)定，即插即用的無線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 綜合上述的分析，市場(chǎng)對(duì)于無線的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)一直存在著需求，而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這種需求日益強(qiáng)烈。因此我們有必要開發(fā)一套無線火災(zāi)探測(cè)器系統(tǒng)。對(duì)于系統(tǒng)采用什么樣的無線通信協(xié)議問題。ZigBee作為一種低功耗、低成本、高可靠性的無線通信協(xié)議，是非常理想的選擇。而近年來各國學(xué)術(shù)界在無線傳感器理論研究和實(shí)踐中所積累的理論和經(jīng)驗(yàn)，為我們搭建基于ZigBee的無線火災(zāi)探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)提供了重要的技術(shù)支撐。 一、ZigBee 技術(shù)和協(xié)議規(guī)范 ZigBee 技術(shù)的產(chǎn)生和特點(diǎn)ZigBee技術(shù)是一種面向自動(dòng)化和無線控制的低速率、低功耗、價(jià)格便宜的無線網(wǎng)絡(luò)方案。ZigBee的的通信速率要求低于藍(lán)牙，由電池供電設(shè)備提供無線通信功能，并希望在更換電池并且不充電的情況下正常工作幾個(gè)月甚至幾年。ZigBee支持mesh型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模可以比藍(lán)牙設(shè)備大的多。ZigBee無線設(shè)備工作在公共頻段上（，美國915MHz，歐洲868 MHz），傳輸距離為10~75米，具體數(shù)值取決于射頻環(huán)境以及特定應(yīng)用條件下的輸出功耗。，在915MHz時(shí)為40kps，在868 MHz時(shí)為20kps。如前所述ZigBee設(shè)備具：低功耗，高可靠性，低成本，低時(shí)延，網(wǎng)絡(luò)容量大，以及高安全性等優(yōu)秀特點(diǎn)。和其他無線通信協(xié)議相比，ZigBee在工業(yè)控制領(lǐng)域具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。他在帶寬、傳輸距離、功
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