畢業(yè)設(shè)計(jì)-無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-07 18:45本頁(yè)面
【正文】 大學(xué) 2021 屆學(xué)士畢業(yè)論文 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 18 參考文獻(xiàn) [1] 許毅 .無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理及方法 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [2] 崔遜學(xué) ， 左從菊 .無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)明教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [3] 汪濤 .無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [4] 趙 澤 ， 黃 希 ， 崔 莉 . 無(wú) 線 傳 感 器 網(wǎng) 絡(luò) 的 節(jié) 點(diǎn) 技術(shù) .pdf,2021 [5] 馬永強(qiáng) ,李靜強(qiáng) ,馮立營(yíng) .基于 ZigBee技術(shù)的射頻芯片 CC2430[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 ,2021,(3) ： 45~47 [6] 閆富松，趙軍輝，李秀萍 .ZigBee技術(shù)及其應(yīng)用 [J].無(wú)線電技術(shù)與信息，2021,(7) ： 61~65 [7] 劉渝燦 . 基于 CC2430片內(nèi)溫度傳感器溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].中國(guó)儀器儀表，2021， (7) ： 40~41 [8] 劉外喜，胡曉，唐冬，等 . 基于 ZigBee的無(wú)線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) [J].傳感 器與微系統(tǒng)， 2021， (4) ： 69~71 大學(xué) 2021 屆學(xué)士畢業(yè)論文 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 19 附錄 A CC2430 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 大學(xué) 2021 屆學(xué)士畢業(yè)論文 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 20 附錄 B 系統(tǒng)原理圖 大學(xué) 2021 屆學(xué)士畢業(yè)論文 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 21 致 謝 本 論文的撰寫(xiě)是在 苗老師 老師 的精心指導(dǎo)下完 成的，在這里我由衷地對(duì)苗老師表示感謝 !幾個(gè)月來(lái) ， 苗 老師 從論文研究方向的確立、論文的撰寫(xiě)到論文的完成，都給予我大量寶貴的指導(dǎo)意見(jiàn)，不僅使我的論文質(zhì)量逐步提高，而且在這過(guò)程中使我學(xué)到了許多書(shū)本上無(wú) 法學(xué)到的東西，為將來(lái)參加工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。由于本人知識(shí)上的欠缺，加上時(shí)間有限，所以我設(shè)計(jì)的傳感器節(jié)點(diǎn)也不甚完美。本論文設(shè)計(jì)的 無(wú)線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)及其節(jié)點(diǎn) ， 具有成本低、 功耗低，傳輸無(wú)線化 等優(yōu)點(diǎn)， 可以用在諸如溫室、倉(cāng)庫(kù)等需要溫度監(jiān)控的場(chǎng)合 ， 在避免大量人工布線的同時(shí)，還可以減少火災(zāi)的隱患 ，具有較高的實(shí)用價(jià)值 。=～ UTX01F； TEMP=*( + )； if(TEMP!=’\O’) { UODBUF=TEMP； ++； } } 大學(xué) 2021 屆學(xué)士畢業(yè)論文 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 17 結(jié) 論 本論文 首先簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)內(nèi)容，包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用前景和發(fā)展現(xiàn)狀以及傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)、設(shè) 計(jì)原則等內(nèi)容，然后對(duì)比了傳感器節(jié)點(diǎn)中常用的處理器和無(wú)線通信模塊，并詳細(xì)介紹了當(dāng)今比較流行的無(wú)線射頻芯片 CC2430 的功能和特點(diǎn)以及 ZigBee 技術(shù)。 0X80))； V=ADCL； V=(((unsigned int)ADCH)8)； } while(0) N 硬件初始化 協(xié)議棧初始化 創(chuàng)建一個(gè)新網(wǎng)絡(luò) 打開(kāi)全局中斷 進(jìn)入無(wú)線監(jiān)聽(tīng)狀態(tài) 給申請(qǐng)節(jié)點(diǎn) 分配網(wǎng)絡(luò)號(hào) 串口發(fā)送數(shù)據(jù)給 遠(yuǎn)程主機(jī) 是不是節(jié)點(diǎn) 申 請(qǐng) 加 入信號(hào) 開(kāi)始 Y 大學(xué) 2021 屆學(xué)士畢業(yè)論文 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 15 ／／溫度采集及換算函數(shù) ／／返回值：實(shí)際的溫度數(shù)值 float getTEMP(void) { unsigned int dacvalue； float outputVoltage； TEMP__SENSOR(ADCValue)； ADCValue4； ／／ 取 12位精度 outputvoltage=ADCValue *； ／／換算成電壓值 return(()／ ／／轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度數(shù)值 2） 從節(jié)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的發(fā)送 TIMAC協(xié)議棧提供了通信相關(guān)的底層函數(shù)，可直接調(diào)用，其中數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù) 如下： 函數(shù)名： MSA_McpsDataReq 參數(shù)： uint8* data ／／指向待發(fā)出的數(shù)據(jù)的指針 uint8 dataLength ／／數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度 bool directMsg ／／是否使用直接數(shù)據(jù)傳輸模式 uint16 dstShortAddr ／／數(shù)據(jù)的目的地址 返回值：無(wú) 3）主節(jié)點(diǎn)對(duì)溫度數(shù)據(jù)的接收 MAC層執(zhí)行結(jié)果的回饋是通過(guò)向上層發(fā)送消息來(lái)實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用程序?yàn)榇藰?gòu)造 有一個(gè)存儲(chǔ)消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并鏈接成單鏈表，通過(guò)函數(shù) yte*osal_msg_receive(byte task_id)來(lái)獲取發(fā)給任務(wù)編號(hào)為 task_id的消息，應(yīng)用層對(duì)這個(gè)消息作處理，可從中提取出通信信息或通信數(shù)據(jù)。 如圖 10所示，分別畫(huà)出來(lái)溫度采集節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)的程序流程圖 [8] 。其中，網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)和溫度采集節(jié)點(diǎn)的常駐軟件只需要直接在LRWPAN平臺(tái)上添加用戶任務(wù)即可。 大學(xué) 2021 屆學(xué)士畢業(yè)論文 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 12 圖 7 無(wú)線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 從硬件角度來(lái)說(shuō) ，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)還是溫度采集節(jié)點(diǎn)，都可以使用 CC2430來(lái)實(shí)現(xiàn)。溫度采集節(jié)點(diǎn)每隔一定時(shí)間便采集溫度并將溫度值發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)將溫度采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的溫度值收集在一起，每隔一定時(shí)間便將數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸?shù)?PC，由 PC 對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理，例如，顯示各個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度等。溫度采集節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)都可以采用 CC2430 來(lái)實(shí)現(xiàn)，而監(jiān)測(cè)中心可以是一臺(tái)個(gè)人電腦 （ PC） 。因此，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的傳感器模塊、處理器模塊和射頻通信模塊選擇單芯片 CC2430，可實(shí)現(xiàn)一片式解決方案。 4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) CC2430芯片采用 ZigBee技術(shù)和 ，利用全球共用的公共頻率 GHz，應(yīng)用于監(jiān)視、控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其具有非常顯著的低成本、低耗電、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)。低數(shù)據(jù)速率、簡(jiǎn)單的協(xié)議和小的存儲(chǔ)空間大大降低了 ZigBee 的成本，每塊芯片的價(jià)格約為兩 美元，另外 ZigBee 協(xié)議不需要支付專(zhuān)利費(fèi) ； ：每個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)最多可支持 255 個(gè)設(shè)備，也就是說(shuō)每 個(gè) ZigBee設(shè)備可以與另外 254 臺(tái)設(shè)備相連接，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多 100 個(gè) ZigBee網(wǎng)絡(luò) ； 。由于 ZigBee 采用了防碰撞機(jī)制，同時(shí)對(duì) 需要固定帶寬的通信 業(yè)務(wù)采用預(yù)留專(zhuān)用時(shí)隙的策略，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。由于工作周期很短，收發(fā)信息功耗也較低，并且采用了多 種節(jié)能方式，電池的使用時(shí)間最終決定于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，通常情況下， ZigBee 兩節(jié)五號(hào)電池可以支持長(zhǎng)達(dá)六 個(gè)月到 兩 年的使用時(shí)間 ； 。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)包括以下幾個(gè)方面 ： 。 成本估算 模塊初始成本約 6 美元，隨著市場(chǎng)成熟，會(huì)很快降
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