基于ZigBee的工业自动化控制系统数据通讯的研究

摘要

基于工业控制网络的发展方向以及ZigBee网络的优势，将工业控制中的传感器数据通过ZigBee网络与控制计算机进行通讯，会节省大量现场布线的人工、时间及物料成本;同时，基于ZigBee网络传输的信号，其误差也将小于有线通讯的线损误差。因此，研究将ZigBee网络应用于工业自动化控制系统具有理论意义及较强的使用价值。
　　本文进行基于ZigBee的工业自动化控制系统数据通讯的研究，在深入分析研究ZigBee协议的基础上，结合工业控制系统的特点，完成了系统数据通讯总体方案设计;实现了基于ZigBee的通信模块的硬件设计和软件设计，并分析硬件电路的正确性与合理性，及验证了通讯的可行性;最后对数据通讯系统进行了测试和结果分析。测试结果表明，整个系统能够较为快速的建立网络，传感器节点、路由器节点及协调器节点能够稳定运行，并且数据传输丢包率很低，能够保证数据的准确性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 工业自动化控制系统概述

1．2 选题背景及意义

1．3 国内外研究现状与发展趋势

1．3 论文的主要研究内容及工作

第2章 ZigBee协议总体分析

2．1 ZigBee简介

2．2 ZigBee特点

2．3 ZigBee协议

2．4 ZigBee无线传感器网络

2．5 本章小结

第3章 系统数据通讯设计

3．1 Zigbee网络设计

3．2 ZigBee系统结构设计

3．3 ZigBee芯片选型

3．3．1 ZigBee射频芯片加微控制器的组合解决方案

3．3．2 ZigBee单芯片解决方案

3．4 ZigBee通信模块的硬件设计

3．5 数据处理模块

3．6 无线通信模块

3．6．1 电源模块

3．6．2 USB转串口电路设计

3．7 终端节点的硬件设计

3．7．1 传感器终端节点

3．7．2 控制柜终端节点

3．8 路由节点的硬件设计

3．9 本章小结

第4章 ZigBee无线传感器节点的软件设计

4．1 通讯网络结构

4．2 设备节点设计

4．3 传感器节点的软件结构

4．4 通信协议体系结构

4．5 网络协议设计

4．6 协调器与终端节点间的绑定

4．7 数据发送与接收

4．8 本章小结

第5章 系统测试及结果分析

5．1 两节点数据通讯测试

5．1．1 测试内容

5．1．2 测试步骤

5．1．3 测试结果

5．1．4 核心代码

5．2 整体网络数据通讯测试

5．2．1 测试环境

5．2．2 调试过程

5．2．3 测试过程及结果

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 课题总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果