基于RFID/ZigBee实验室设备远程监控系统的设计

摘要

随着无线传感网络技术、射频识别技术和数据库技术的飞速发展,远程监控技术得到了新的诠释。对于各个大学实验室设备不断扩大的规模、日益复杂的结构、扩散状态的分布,设备管理正朝着无线化、网络化和自动化方向发展。为了实现集中管理、远程监测实验室设备,建立了一种基于RFID和ZigBee的实验室设备远程监控系统。
　　根据该项目的具体要求,系统选择了当今主流的RFID技术和ZigBee技术,并分层次构建了系统的详细设计方案。实验室设备采集终端是基于 ZigBee终端节点的无线控制单元,信息采集部分采用了传感器技术和RFID技术,实现了设备开关机信息和用户身份信息的采集;网络传输层覆盖了ZigBee网络和GPRS/Internet网络,前者构建出一个无线化、网络化的信息传输平台,后者通过以MSP430为核心的无线网关完成不同网络之间的协议转换,最终通过Socket方式与远程数据库通信;远程监控平台是VisualStudio2005环境下开发的Web服务器,通过对数据库信息存储、访问以及处理,实时显示现场数据并反馈相应的动作指令。本文重点放在硬件层的数据采集和传输,从理论层面到应用层面详细讲述了射频识别技术和无线传感网络技术在实验室设备中的应用。
　　基于RFID和ZigBee的实验室设备远程监控系统解决了设备与远程监控平台的无线通信问题,实现了设备远程监控系统的网络、控制、自动化管理。试验结果表明,系统工作稳定、可靠,达到了项目的预期。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国、内外研究现状

1.3 论文的主要研究安排

第2章 实验室设备远程监控系统总体结构

2.1 系统总体结构

2.2 系统各部分结构

2.3 本章小结

第3章 实验室设备远程监控系统采集终端设计

3.1 RFID系统概述

3.2 身份信息采集

3.2 设备开关量信息采集

3.3 设备动作执行

3.4 终端节点配置及实现过程

3.5 本章小结

第4章 实验室设备远程监控系统网络传输层设计

4.1 ZigBee关键技术分析

4.2 ZigBee网络传输

4.3 GPRS/Internet网络传输

4.3 本章小结

第5章 实验室设备远程监控系统的整体搭建与测试

5.1 系统搭建

5.2 系统测试

5.3 测试结果

5.4 实验结论

第6章 结语

6.1 主要研究结论

6.2 下一步工作展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间取得的科研成果