基于ZigBee與IMS技術(shù)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)以其獨(dú)有的架構(gòu)及特點(diǎn)正被廣泛應(yīng)用于如國家安全防范、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、樓宇智能管理等領(lǐng)域。ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的一種低速個(gè)人局域網(wǎng)(Low-Rate Wireless Personal AreaNetwork，LR-WPAN)技術(shù)。離子遷移譜（Ion Mobility Spectrometry，IMS）具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、檢測

2、限低等特點(diǎn)，非常適用于一些痕量的揮發(fā)性有機(jī)化合物監(jiān)測。
　　本文主要研究并設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee與IMS技術(shù)的無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建立。提出了監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)了樹型網(wǎng)絡(luò)的建立。結(jié)合ZigBee2007規(guī)范深入研究了物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的具體功能、協(xié)議結(jié)構(gòu)與術(shù)語關(guān)系。設(shè)計(jì)了監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的總體系統(tǒng)架構(gòu)，包括監(jiān)測節(jié)點(diǎn)與中控節(jié)點(diǎn)的核心硬件與軟件平臺(tái)。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)中IMS單元和無線網(wǎng)絡(luò)單元。設(shè)計(jì)加工組裝了IMS單元核心部件離

3、子遷移管。設(shè)計(jì)原理圖及PCB圖并制板實(shí)現(xiàn)了無線傳輸模塊和功能擴(kuò)展模塊，采用了TI公司最新的系統(tǒng)級(jí)芯片(System on a Chip，SoC) CC253x系列作為節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)的核心。深入研究Z-Stack協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)機(jī)制之后，重點(diǎn)分析了OSAL操作系統(tǒng)抽象層的運(yùn)行機(jī)理，分析了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)建立網(wǎng)絡(luò)的過程以及終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)的過程，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)編寫了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的廣播通信及串口傳輸?shù)膽?yīng)用程序，以及終端節(jié)點(diǎn)的單播通信及串口收發(fā)的應(yīng)用程序。