基于无线传感器网络的数据采集系统的设计与实现

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于无线传感器网络的数据采集系统的设计与实现作者姓名：张文静指导教师：徐林副教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：硕士学科类别：专业学位控制工程2012年6月关守平、刘念论文答辩日期：答辩委员会主席：东北大学2012年6月常玉清万方数据AThesisinControlEngineeringTheDesignandRealizationofDataAcquicsitionSystembasedonWirelessSensorNetworkByZhangWenjingSup

2、ervisor：AssociateProfessorXuLinNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本文声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本文为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢音愚okh学位论文作者签名：彰爻粥日期：知钞。厂。，。学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有

3、关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年√一年口一年半口两年口学位论文作者签名：凇橱，J导师签名：考冬辑签字日期：p兮、二～签字日期：o夕f吱．∥·l口万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于无线传感器网络的数据采集系统的设计与实现摘要随着数据采集系统的发展，所需要实现的功能也越来越多。使用有线传感器网络组成的监测系统布线量大、安装和维护费用高、可靠性差，并且在一些人力无法到达的某些地方无法布线，已经不能满足需要。而无

4、线传感器监测网络系统具有部署方便、灵活性高、维护成本低等特点，相对于有线传感器网络，在数据采集系统中具有更好的应用前景，正逐步走向实用。本论文采用低功耗、低成本、低速率的短距离无线通信新标准ZigBee来组建数据采集系统监测网络，解决了传统有线网络系统布线难、成本高以及不易扩展等问题，为人们提供一个更为智能、舒适、安全的工作生活环境。本文首先分析了无线传感器网络以及比较目前流行的几种短距离无线通信技术的优缺点，在深入研究ZigBee协议各个通信协议层的结构与功能的基础上，选择采用点对多点与ZigBee树型网络拓扑模型实现数据采集网络系统。本文使用TI公司的

5、单芯片CC2430解决方法设计并实现了该系统，系统由一个协调器、少量路由器和若干终端节点组成，采用模块化设计，将无线传输模块与数据采集模块分开设计，以方便系统调试和扩展。终端节点主要为传感器节点(温度传感器、电压传感器、电流传感器)。软件方面，根据ZigBee联盟制定的标准，利用TI公司提供的开源协议栈Z．Stack，在此基础上根据系统具体需求移植和修改协议栈代码，编写了相关应用程序。节点采用阈值触发和休眠机制以节能。该系统实现了树型拓扑网络，具有自动组网，设备动态入网等功能。经测试，本文的无线节点数据传输可靠，通讯距离满足需求；节点能量消耗少、估算电池使

6、用寿命长，设计实现了能长时间工作的数据采集系统，具有智能化、低成本、低功耗的特点，同时对ZigBee的其它扩展应用具有参考价值。关键词：数据采集系统；无线传感器网络；ZigBee；CC2430一II—万方数据东北大学硕士学位论文AbstractTheDesignandRealizationofDataAcquicsitionSystembasedonW证elessSensorNetworkAbstractWiththedevelopmentofthedataacquisitionsystem，therearemoreandmorefunctionsneed

7、toberealized．Themonitoringsystembasedonthewiredsensornetworkneedalargequantityofwiring，ahighcost，andapoorreliability,what’Smore，itevenCannotbeusedinsomeplaceshumancouldn’treach．Comparedtowiredsensornetworks，thewirelesssensornetworksystemhasabetterprospectofapplicationandgraduallyb

8、ecomespracticalowingtoitsadvantag