基于ZigBee與IMS技術的監(jiān)測網(wǎng)絡研究與設計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network，WSN)以其獨有的架構及特點正被廣泛應用于如國家安全防范、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療遠程監(jiān)護、樓宇智能管理等領域。ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的一種低速個人局域網(wǎng)(Low-Rate Wireless Personal AreaNetwork，LR-WPAN)技術。離子遷移譜（Ion Mobility Spectrometry，IMS）具有靈敏度高、響應速度快、檢測

2、限低等特點，非常適用于一些痕量的揮發(fā)性有機化合物監(jiān)測。
　　本文主要研究并設計了一種基于ZigBee與IMS技術的無線監(jiān)測網(wǎng)絡的建立。提出了監(jiān)測網(wǎng)絡組網(wǎng)方案，實現(xiàn)了樹型網(wǎng)絡的建立。結合ZigBee2007規(guī)范深入研究了物理層、MAC層、網(wǎng)絡層、應用層的具體功能、協(xié)議結構與術語關系。設計了監(jiān)測網(wǎng)絡的總體系統(tǒng)架構，包括監(jiān)測節(jié)點與中控節(jié)點的核心硬件與軟件平臺。設計并實現(xiàn)了節(jié)點中IMS單元和無線網(wǎng)絡單元。設計加工組裝了IMS單元核心部件離

3、子遷移管。設計原理圖及PCB圖并制板實現(xiàn)了無線傳輸模塊和功能擴展模塊，采用了TI公司最新的系統(tǒng)級芯片(System on a Chip，SoC) CC253x系列作為節(jié)點硬件設計的核心。深入研究Z-Stack協(xié)議棧的實現(xiàn)機制之后，重點分析了OSAL操作系統(tǒng)抽象層的運行機理，分析了協(xié)調器節(jié)點建立網(wǎng)絡的過程以及終端節(jié)點加入網(wǎng)絡的過程，并在此基礎上設計編寫了協(xié)調器節(jié)點的廣播通信及串口傳輸?shù)膽贸绦?，以及終端節(jié)點的單播通信及串口收發(fā)的應用程序。