基于ZigBee传感器网络机房环境监控系统的设计与实现

摘要

在信息化建设中，机房运行处于信息交换管理的核心位置。机房配套的环境设备必须时刻为信息系统的安全运行提供保证。因此，对机房环境参数及设备进行监控就显得尤为重要。本文在分析机房监控现状基础上，针对机房监控系统需要灵活部署、易于扩展的要求，采用无线通信的方式传送数据，并通过动态网页实现对机房环境的远程监控。
　　在设计过程中，充分考虑各种短距离通信特点，选择组建灵活、通信可靠的ZigBee无线传感网络采集环境参数，在网络结构上选用树状结构。数据采集后通过协调器上传至数据采集处理单元，在数据采集处理单元完成对数据阀值检测、存储等功能，并通过公共网关接口对外提供网络服务。实现无线接入点功能，管理人员通过移动手持设备即可完成对机房环境参数的监测。
　　在系统硬件方面，数据管理中心采用嵌入式ARM结构作为硬件平台，数据采集端通过ZigBee模块搭建无线网络完成数据的传送，嵌入式加上无线传感器网络的结构提高了系统部署的灵活性。设计完成电源电路、电压/电流采集电路、A/D转换电路。
　　软件方面，首先搭建Linux开发环境，然后移植嵌入式服务器BOA、嵌入式数据库SQLite、网卡驱动，配置服务器DHCP服务和WIFI网络相关参数。最后，编写数据采集模块程序完成环境参数采集，编写CGI程序实现动态网页功能，实现对环境参数的远程监测。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 国内外研究现状与趋势

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 机房监控系统发展趋势

1．3 本文研究内容与结构

第二章 ZigBee无线通信技术概述

2．1 短距离通信技术简介

2．1．1 短距离无线通信技术特点与应用

2．1．2 ZigBee无线通信技术

2．2 ZigBee协议栈框架分析

2．3 ZigBee网络组织结构及数据帧

2．3．1 网络设备分类及组织结构

2．3．2 网络体系组织及协调

2．3．3 数据帧结构分析

2．4 ZigBee技术优势

第三章 监控系统总体设计

3．1 系统总体设计要求

3．1．1 监控系统设计要求概述

3．1．2 监控系统总体设计框图

3．2 ZigBee无线传感器网络

3．2．1 ZigBee节点硬件设计

3．2．2 ZigBee节点软件设计

3．3 数据采集处理单元设计

3．3．1 数据采集处理单元分析

3．3．2 数据采集处理单元硬件设计

3．3．3 数据采集处理单元软件设计

第四章 ZigBee传感器网络设计与实现

4．1 ZigBee功能模块

4．1．1 模块选型

4．1．2 CC2430芯片概述

4．2 ZigBee传感网络节点硬件设计

4．3 ZigBee传感网络节点软件设计

第五章 数据采集处理单元设计与实现

5．1 数据采集处理单元硬件实现

5．1．1 核心开发板选择

5．1．2 嵌入式设备硬件电路设计

5．2 数据采集模块设计与实现

5．2．1 数据采集模块实现原理与程序设计

5．2．2 数据采集模块程序实现

5．3 嵌入式数据库

5．3．1 嵌入式数据库选型

5．3．2 SQLite体系结构

5．3．3 SQLite移植实现

5．3．4 SQLite数据库C语言接口

5．4 嵌入式Web服务器设计与实现

5．4．1 嵌入式服务器选型

5．4．2 嵌入式服务器BOA

5．4．3 公共网关接口技术(CGI)

5．4．4 报警模块设计

5．5 无线通信模块设计与实现

5．5．1 Linux设备驱动

5．5．2 网络设备驱动工作流程

5．5．3 RTL驱动移植

5．5．4 网络接入点配置

第六章 监控系统界面设计与测试

6．1 监控系统数据采集界面设计

6．2 监控系统测试

总结与展望

参考文献

声明

致谢

附录