面向無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信網(wǎng)關(guān)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，并且已經(jīng)成為信息領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)以其特有的低功耗、自組網(wǎng)、自愈能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療系統(tǒng)、生態(tài)監(jiān)測(cè)以及工業(yè)安全等領(lǐng)域。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)底層的傳感器節(jié)點(diǎn)完成信息采集。這些傳感器節(jié)點(diǎn)可以協(xié)同工作，感知采集對(duì)象的各種狀態(tài)信息，最終將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的控制中心進(jìn)行綜合分析與處理。而無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)作為一種個(gè)域網(wǎng)，其使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)使用的 TCP/IP協(xié)議

2、并不兼容，這就需要一種通信網(wǎng)關(guān)將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、翻譯與轉(zhuǎn)發(fā)。
　　本文首先對(duì)采用Zigbee協(xié)議的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)整體系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。分析了系統(tǒng)模型中不同層次的功能以及具體實(shí)現(xiàn)形式。同時(shí)介紹了Zigbee協(xié)議框架、組網(wǎng)形式以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)單網(wǎng)關(guān)架構(gòu)的不足之處，提出了一種多網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)傳輸方案。對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸功能。隨后在設(shè)計(jì)面向Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)

3、的通信網(wǎng)關(guān)時(shí)，采用STM32單片機(jī)作為網(wǎng)關(guān)主控制器，對(duì)網(wǎng)關(guān)硬件模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型，對(duì)網(wǎng)關(guān)實(shí)物進(jìn)行焊接調(diào)試。同時(shí)完成了網(wǎng)關(guān)軟件程序的編寫(xiě)工作。網(wǎng)關(guān)通過(guò)搭載以太網(wǎng)、Wi-Fi、GPRS等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊滿足了Zigbee網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)互聯(lián)網(wǎng)的需求。最后使用QT編寫(xiě)了上位機(jī)軟件。上位機(jī)可以對(duì)Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采集的溫度、濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理。同時(shí)結(jié)合MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并編寫(xiě)了服務(wù)器程序供移動(dòng)終端對(duì)采集的環(huán)境信息進(jìn)行查