基于Zigbee技术的危化品车辆监测无线传感网络设计

摘要

危化品在途运输问题已逐渐成为业界和政府关注焦点，直接关系人民生命财产安全，因此，采用更先进、更有效的危化品在途监测方法是必要的。目前，我国已存在相关的车载传感系统实现危化品车辆状态的在途监测，但广泛存在设备维护成本高、布设困难、功耗较高、通用性不强等特点。为了解决这些问题，本文提出了一种基于Zigbee无线技术的危化品车辆在途监测用的无线传感网络方案。
　　基于Zigbee技术的危化品车辆监测无线传感网络设计，结合了Zigbee无线技术、蓝牙技术、RFID技术等众多无线技术，并针对现有车载传感网存在的问题作出了改进，包括降低节点功耗、改进维护方式、设计通用性较强的传感器接口、优化协议等。
　　1.降低功耗。本课题在硬件方面设计了开关电路，软件方面设计了功耗策略尽量降低节点功耗，延长电池寿命。
　　2.改进维护方式。通过设计节点内的数据管理接口和上位机管理软件，节点的管理维护更加方便。
　　3.设计传感器接口。通过对危化品传感器系列信号类型的归纳，本课题给出了一套普适性较好的信号组，并在此基础上设计了传感器接口。
　　本课题设计的软硬件进行的相应测试结果证明了危化品车辆监测Zigbee无线传感网络方案是可行的，但在一些方面，比如功耗控制、节点与上位机数据衔接等，还有一定的改进空间。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 课题的国内外研究现状

1．3 课题可行性分析

1．4 本文的内容安排

1．5 本章小结

第二章 Zigbee无线传感网总体概述及关键技术

2．1 设计概述

2．2 无线传感器网络(WSN)

2．2．1 无线传感网络技术概述

2．2．2 无线传感网络技术难点

2．2．3 无线传感网络技术路线

2．3 Zigbee技术

2．3．1 Zigbee技术概述

2．3．2 Zigbee网络体系架构

2．3．3 Zigbee协议及协议栈介绍

2．4 蓝牙技术

2．5 RFID技术

2．6 本章小结

第三章 Zigbee无线传感网络硬件设计

3．1 硬件设计概述

3．2 Zigbee射频电路设计

3．2．1 CC2530芯片

3．2．2 CC2591芯片介绍

3．2．2 射频模块电路

3．3 外围电路设计

3．3．1 开关电路

3．3．2 传感器接口电路

3．3．3 通信调试电路

3．3．4 电源电路

3．3．5 其它外围电路

3．4 本章小结

第四章 Zigbee无线传感网络软件设计

4．1 开发平台介绍

4．1．1 IAR集成环境

4．1．2 Qt Creator

4．1．3 Z-Stack协议栈

4．2 设计内容概述

4．3 软件详细设计

4．3．1 通信协议

4．3．2 节点软件设计

4．3．4 无线传感网络设计

4．3．5 上位机管理软件

第五章 测试及结果分析

5．1 测试工具

5．2 测试内容及结果分析

5．2．1 节点测试

5．2．2 网络测试

5．3 本章小结

结论和展望

参考文献

攻读学位期间的科研成果

声明

致谢