肉品冷链物流中基于ZigBee的无线传感器网络研究及应用

摘要

随着传感器网络的发展以及肉品中冷链物流技术需求的迫切性,将 WSN应用到肉品冷链物流中已成为一种必然的趋势。
　　本文对WSN进行了深入研究,将以ZigBee技术为基础的WSN应用到肉品冷链物流中。主要实现了肉品冷链物流运输过程中冷藏车厢内对冷鲜肉和各类低温肉制品温度的实时采集和监控,此外,针对冷鲜肉排酸车间(冷库)等大空间场合中的温度监控,本文对 WSN空间定位技术进行了研究。
　　本文主要分析了肉品冷链物流和WSN的实际背景及具体意义。对冷链物流中WSN系统中的关键技术进行了综述,分析了ZigBee技术的特点、体系结构以及协议标准等,研究了GSM短信技术的现状以及常用的AT指令等。
　　本文设计的肉品冷链物流中 WSN体系结构包括终端局域网络、骨干传输网络及业务管理网络。终端局域网络平台的构建用到的主要元器件有CC2430芯片和DS18B20传感器等,骨干传输网络平台构建时选用的是GSM短信模块。同时,对这两个平台进行了测试。
　　在硬件平台构建的基础之上设计和开发的肉品冷链物流中WSN系统软件包括ZigBee网络中软件的设计开发、GSM短信通信软件的设计开发以及上位机监控软件的设计开发。ZigBee网络实现了冷链物流过程中冷藏车厢内温度数据的实时采集和传输,GSM短信通信主要实现了两个 GSM短信模块之间的数据传输和接收,上位机监控软件主要实现了上位机工作人员对温度数据的实时监控,以便在温度数据发生异常时及时采取措施。
　　为了保障肉品在排酸车间(冷库)等大空间场合中的质量,本文研究了 WSN定位技术并且设计了一种WSN三维空间定位方法,这种方法充分利用了目前较为成熟的WSN平面定位技术并且结合了本文设计的移动锚节点来实现。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 冷链物流的发展概况

1.3 无线传感器网络

1.4 全球通信系统

1.5 本文的主要研究内容

第二章 ZigBee技术和GSM短信技术的研究

2.1 ZigBee技术研究

2.2 GSM短信技术的研究

2.3 本章小结

第三章 肉品冷链物流中WSN系统硬件平台设计

3.1 系统的整体方案设计

3.2 ZigBee网络部分硬件平台设计

3.3 GSM短信通信部分硬件平台设计

3.4 本章小结

第四章 肉品冷链物流中WSN系统软件设计与实现

4.1 系统总体软件设计

4.2 软件开发环境

4.3 肉品冷链物流中WSN系统软件功能

4.4 Z-Stack基本参数设置及机制

4.5 ZigBee网络部分软件设计与实现

4.6 GSM短信通信软件设计与实现

4.7 上位机监控软件设计

4.8本章小结

第五章 WSN定位技术研究

5.1 WSN定位技术概述

5.2 WSN平面定位算法

5.3 WSN定位技术硬件平台构建

5.4 CC2431模块定位引擎概述

5.5 WSN平面定位实现

5.6 基于移动锚节点的室内三维空间定位

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文