基于ZIGBEE無線網絡技術的監(jiān)控系統(tǒng)設計.pdf

1、無線網絡是一種采用無線電信號為介質進行數據傳輸的網絡,通過無線通信的方式組成的一個多跳自組織的網絡系統(tǒng),網絡能夠協(xié)作地感知、采集和處理覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測對象的信息。與傳統(tǒng)網絡相比,它不需要對安裝區(qū)域內的設備節(jié)點進行布線,因此,在信號覆蓋范圍內,所有節(jié)點設備均可以不受線纜的限制任意布置。本文應用TI公司推出開放式商業(yè)化ZIGBEE協(xié)議棧——Z-Stack,設計了一個應用于車間的樹簇拓撲監(jiān)控網絡系統(tǒng)。ZIGBEE是一種短距離無線通信技術,其中

2、物理層和MAC層協(xié)議由IEEE802.15.4協(xié)議定義,網絡層和安全層由ZIGBEE聯(lián)盟制定,應用層根據用戶自己的需要,對其進行開發(fā)利用。本文是作者在工程碩士研究生期間的研究總結,通過對某工廠車間內的設備加裝自動監(jiān)控系統(tǒng),利用ZIGBEE協(xié)議技術組建一套短距離、低速率、低成本、低功耗的無線通信組網,把無線通訊的方式應用到自動監(jiān)控系統(tǒng)中。
　　本研究主要內容包括：⑴建立一個基于ZIGBEE通訊協(xié)議的無線網絡模型。分析Z-Stack協(xié)

3、議棧工作原理,包括對網絡建立流程、樹簇拓撲網絡的建立、分布式網絡地址分配、自愈路由算法等內容等,測試網絡的連通性和可靠性。⑵數據需求分析:根據工廠生產的需要,分析需采集的信號類型、采集位置、工作方式以及車間環(huán)境,并根據這些因素設計傳感器、采集器等硬件設備。⑶根據已ZIGBEE通訊協(xié)議的無線網絡模型進行擴展,并根據各節(jié)點的數據類型,設計相關的硬件和軟件,以滿足實際生產中數據采集的需要。⑷根據工廠數據分析需要,編寫上位機應用程序。包括設計數

4、據庫、應用軟件的編寫、報表以及分析圖表等。該系統(tǒng)可取代有線傳輸方式進行通信和組網,與其目前其他一些主流無線網絡技術相比,不僅降低系統(tǒng)復雜度,還提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性,實現自動化儀表紀錄、遠程視頻監(jiān)控,從而實現車間管理自動化、信息化。該系可基于工廠原有控制基礎之上,且不需要進行額外布線改造,所以前期投入不高,后期使用成本也極低,因此該系統(tǒng)特別適合那些老舊設備或因廠房老舊難以進行布線的舊工廠車間的自動化改造。由于目前國內工廠自動化網絡程度不