無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家園數(shù)據(jù)采集方法研究與設(shè)計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個新興的領(lǐng)域，漸漸在工業(yè)方面、軍隊及學(xué)術(shù)方面受到較大的重視。這項技術(shù)包括了傳感器技術(shù)、無線通信、嵌入式及信號處理等多種技術(shù)，利用這些技術(shù)可以完成環(huán)境信號的采集及實時監(jiān)測并對信號進行處理，再將處理的結(jié)果返回給用戶，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　由于人們在生活環(huán)境中對其方便、安全及舒適等方面的需求越來越高，數(shù)字家園系統(tǒng)應(yīng)運而生。一般來說，這種系統(tǒng)由三層子系統(tǒng)構(gòu)成：分別是社區(qū)智能化、小區(qū)智能化及家居智能化。而這套系統(tǒng)中

2、最重要的功能是對運行信息的獲取與處理，比如說：社區(qū)的安全報警問題；發(fā)生災(zāi)害時的自動報警及對溫度、濕度、燈光等進行自動控制；家用電器的智能監(jiān)控等。所以說，類似于這些情況的處理，需要對居住環(huán)境中的各項設(shè)備運行情況進行信息獲取與處理是實現(xiàn)數(shù)字家園系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。
　　本文系統(tǒng)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集相關(guān)方法和理論，深入探討了在數(shù)字家園系統(tǒng)建設(shè)過程中各種問題的解決方法，以IEEE802.15.4 ZigBee協(xié)議為基礎(chǔ)，對協(xié)議棧的各個

3、層進行了細致的探討，鑒于本文系統(tǒng)是多跳的Mesh網(wǎng)絡(luò)，為此，主要研究了MAC層和網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)理論和方法。主要包括了以下工作：
　　1，設(shè)計了一個保障數(shù)據(jù)采集可靠性和實時性的MAC協(xié)議，該協(xié)議基于TDMA思想，并且融合了CSMA/CA的設(shè)計理念，形成了一個綜合性的、適合數(shù)字家園系統(tǒng)的可配置的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，同時分析了MAC層的安全機制。
　　2，設(shè)計了一個基于查找樹的路由協(xié)議，闡述了該協(xié)議的設(shè)計原理，確定了下一跳節(jié)點的選擇策略，

4、能夠結(jié)合MAC協(xié)議來保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目烧{(diào)度性、實時性和可靠性。
　　3，基于上述算法，設(shè)計并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的客戶端監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集、路由查詢、數(shù)據(jù)傳輸和客戶端數(shù)據(jù)處理整個過程描述了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集流程，實現(xiàn)了社區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)的實時采集和監(jiān)測。
　　4，搭建了系統(tǒng)的測試平臺，對數(shù)據(jù)采集的整體過程進行了測試與分析，最終的結(jié)果表明：本文設(shè)計的數(shù)據(jù)傳輸和路由查詢算法符合數(shù)字家園系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、傳輸處理的需求，滿足實際應(yīng)用需要，達到了