無線傳感器網(wǎng)絡在文物保護環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的研究.pdf

1、本文利用無線傳感器網(wǎng)絡自身的優(yōu)勢和特點，與文物保護應用背景相結(jié)合，將無線傳感器網(wǎng)絡應用在野外文物環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中。為文物保護提供了預防性保護措施以及為文物保護科研人員研究適合文物保存的環(huán)境因素提供了數(shù)據(jù)支持。
　　 在分析了野外文物應用場景特點的基礎上，針對野外文物監(jiān)測系統(tǒng)所存在的問題，利用無線傳感器網(wǎng)絡的低功耗、低成本、易于組網(wǎng)等優(yōu)勢，提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡的野外文物環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。在綜合考慮了當前流行的無線通信技術(shù)后，選擇具有

2、數(shù)據(jù)吞吐量小、低功耗、網(wǎng)絡容量大等優(yōu)點的ZigBee技術(shù)作為系統(tǒng)的無線通信技術(shù)。
　　 采用TI公司的CC2530+傳感器設計并實現(xiàn)了系統(tǒng)的采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｏ到y(tǒng)主要由無線ZigBee網(wǎng)絡和外圍網(wǎng)絡組成，其中無線ZigBee網(wǎng)絡主要由多種傳感器節(jié)點和ZigBee網(wǎng)關節(jié)點組成，采用模塊化設計，方便系統(tǒng)進行擴展和調(diào)試。傳感器節(jié)點主要負責采集文物所處的環(huán)境及振動等信息，可以對同一文物進行多方面的監(jiān)測或者多個文物進行單方面的監(jiān)測。通

3、過選擇合適的傳感器芯片以及合理的電路設計，使傳感器節(jié)點體積更小、功耗更低。ZigBee網(wǎng)關節(jié)點與傳感器節(jié)點通過無線網(wǎng)絡進行通信，并通過外圍網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控主機進行通信。在軟件方面，本文在半開源協(xié)議棧Z-Stack的基礎上，對Z-Stack的架構(gòu)、系統(tǒng)組網(wǎng)做了深入研究，并對相關節(jié)點進行了軟件設計。本系統(tǒng)可根據(jù)傳感器節(jié)點的分布情況實現(xiàn)星型和簇樹型拓撲結(jié)構(gòu)，具有自組織、自修復、節(jié)點動態(tài)添加和刪除的功能。
　　 本文的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能