基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計(jì)及應(yīng)用.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量無(wú)處不在的、具有通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)，以多跳無(wú)線通信方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。其自組織分布式網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)使其在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，可以分為監(jiān)控和追蹤兩個(gè)大類。但是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，還有很多關(guān)鍵問(wèn)題需要解決，主要包括節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)、通信協(xié)議、支撐技術(shù)這三大問(wèn)題。同時(shí)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的某些應(yīng)用需要改進(jìn)，應(yīng)用領(lǐng)域也需到得到拓展。
　　 傳感器節(jié)點(diǎn)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用基礎(chǔ)。本文根據(jù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特

2、點(diǎn)，設(shè)定了傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行芯片選型和PCB設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)。射頻能力是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的重要能力指標(biāo)，給出了多個(gè)射頻天線的解決方案，可以用在各種不同的場(chǎng)合。最后根據(jù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了天氣傳感器板和氣體傳感器板。
　　 提出了采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)改造傳統(tǒng)有線工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的思想。以研發(fā)的節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了無(wú)線工業(yè)模塊。無(wú)線模塊分兩種類型，數(shù)據(jù)采集模塊和傳統(tǒng)儀表連接，數(shù)據(jù)采集模塊和

3、監(jiān)控中心連接。最后利用數(shù)字電壓表和功率因素角度表搭建了無(wú)線電壓功率監(jiān)控平臺(tái)，成功的實(shí)現(xiàn)了無(wú)線測(cè)量。
　　 移動(dòng)目標(biāo)的定位追蹤是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前有多種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位追蹤系統(tǒng)，但基本都是目標(biāo)配合式定位系統(tǒng)。在已研發(fā)的傳感器節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，集成了超聲波模塊和紅外感應(yīng)模塊，設(shè)計(jì)了檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，結(jié)合擴(kuò)展卡爾曼濾波算法(EKF)，搭建了基于超聲波測(cè)距的室內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)目標(biāo)定位追蹤系統(tǒng)。最后通過(guò)仿真和實(shí)際物理系統(tǒng)實(shí)