基于ZIGBEE无线网络的静压式液位计系统研制

摘要

静压式液位计是液位测量的重要工具，主要用于工业生产过程中对罐、釜、塔等液位的监测。随着工业生产自动化、网络化要求的不断提高，特别是无线传感器网络的发展，现有的静压式液位计已越发不能满足工业自动化的需求。主要存在以下三个弊端：有线方式连接布线复杂、信号采集实时性差、信号传输率低。
　　为了实现对工业现场液位仪表的无线接入，信号实时采集，及提高信号传输率。将静压式液位计压力测量模块与无线传感器节点相结合，研制出一套基于ZIGBEE无线网络的静压式液位计系统，对工业现场液位仪表数据进行实时采集、传输和处理。系统的硬件电路围绕TI公司CC2530F256芯片设计，软件设计基于ZIGBEE802.15.4协议，组网设计基于AODVjr节能协议。
　　本文还考虑到在大规模组网环境下，如采用单一 SINK节点时，SINK节点会因为大量转发周围其他节点数据，从而导致其电量迅速消耗，最终使得整个无线传感器网络失效。
　　为了保证系统网络的健壮性，减少传感器节点到 SINK节点的跳数，采用多 SINK节点部署方法，并通过网络功耗函数及网络成本函数比值，推算出在保证网络健壮性最佳的同时网络成本最低，即最优SINK节点数。并通过NS2网络模拟软件进行仿真，通过仿真表明，最优SINK节点数与网络规模、关键节点数、节点功耗以及普通节点与SINK节点成本等参数有关，通过仿真验证了该理论的正确性。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

附图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外的发展现状

1.3本文研究内容

第2章ZIGBEE无线传感器网络

2.1 ZIGBEE技术介绍

2.2 ZIGBEE通信的技术优势

2.3 ZIGBEE协议栈(IEEE802.15.4)

2.4 ZIGBEE无线网络拓扑结构

2.5 ZIGBEE的应用范围

第3章 ZIGBEE网络静压式液位计系统设计

3.1传统静压式液位计结构改进

3.2静压式液位计系统硬件设计

3.3 无线压力传感器模块设计

3.4系统设计原理

3.5电量自给系统设计

3.6基于ZIGBEE网络的电动执行器设计

3.7静压式液位计网络数据包结构

3.8静压式液位计系统程序设计

3.9创建工程

3.10系统演示

第4章 静压式液位计系统多SINK节点布置

4.1静压式液位计系统ZIGBEE协议栈介绍

4.2 ZIGBEE网络组网

4.3 ZIGBEE路由

4.4 ZIGBEE协议层低功耗的设计

4.5 AODVjr节能算法

4.6多SINK节点的部署

4.7静压式液位计系统组网仿真

4.8 NS2仿真结果

第5章 总结与展望

1、总结

2、展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文