无线传感器网络应用平台的研究与设计

论文摘要

科技的飞速发展,使得融合了网络通信技术、信息处理技术和传感器技术的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术应运而生。无线传感器网络是由大量传感器网络节点通过无线通信的方式构成的自组织网络,可实现数据的采集量化、处理融合和传输应用,它是一种经济、高效、低数据传输速率的无线通信网络,是现代信息技术中的一个新的发展领域,有着非常广阔的发展空间和应用前景。论文首先介绍了无线传感器网络的发展现状、性能特点及应用领域,剖析了ZigBee协议栈。分别在ZigBee协议栈和TinyOS操作系统下编写了传感器数据采集和节点间无线通信程序,并将其移植到CC2430硬件平台上,成功组建了由汇聚节点和多个终端节点组成的传感器监测网络。为适应不同的应用场合,文中提出了3种WSN数据的获取方案。设计开发了基于Windows和WinCE两种平台的上位机数据管理系统,汇聚节点将传感器数据通过GSM网络发送到远程数据管理系统并上传到后台服务器。用户可以通过Internet终端访问服务器,随时获取数据信息。经过测试,上述3种方案均取得了良好的效果,完成了预期目标。实验结果表明:本文给出的无线传感器网络应用平台具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无线传感网络的研究意义及国内外研究现状
• 1.3 无线传感器网络的发展趋势
• 1.4 本文的主要工作及内容安排
• 1.5 本章小结
• 2 WSN 应用平台系统构成
• 2.1 系统设计目标
• 2.2 系统结构体系
• 2.3 系统应用方案
• 2.3.1 直接连接PC 方式
• 2.3.2 远程数据传输方式
• 2.4 本章小结
• 3 无线传感器网络软件设计
• 3.1 使用ZigBee 协议栈方式
• 3.1.1 ZigBee 协议栈解析
• 3.1.2 协议栈开发环境及工作流程
• 3.1.3 终端节点与汇聚节点软件设计
• 3.1.4 协议栈的烧录
• 3.2 使用TinyOS 操作系统方式
• 3.2.1 TinyOS 操作系统
• 3.2.2 NesC 语言
• 3.2.3 终端节点与汇聚节点软件设计
• 3.2.4 TinyOS 的安装与程序烧录
• 3.3 本章小结
• 4 数据管理系统
• 4.1 基于Windows 的数据管理系统
• 4.1.1 系统概述
• 4.1.2 系统功能及演示
• 4.2 基于WinCE 下的数据管理系统
• 4.2.1 系统概述
• 4.2.2 系统功能及演示
• 4.3 短信发送程序
• 4.4 服务器的安装与配置
• 4.4.1 数据结构描述
• 4.4.2 服务器安装、配置和使用
• 4.5 本章小结
• 5 WSN 应用平台测试
• 5.1 实验室室内测试
• 5.2 户外现场方式
• 5.2.1 采用DTU 方式
• 5.2.2 采用短信方式
• 5.3 客户端浏览服务器
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献