基于ZigBee的網關多點信息采集系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、網絡通信科技的迅猛發(fā)展,為人們日常生活的信息溝通提供了越來越快捷的服務。無線傳感網絡在科學研究、環(huán)境監(jiān)測、智能公交、醫(yī)療監(jiān)護、智能家居、軍事偵查和日常生活等領域有非常廣泛的應用前景,是新興前沿熱點研究領域之一。ZigBee技術作為一種理論和應用研究日趨成熟的短距離無線通信標準,它具有高通信效率、低復雜度、低功耗、高安全性以及短距離雙向傳輸等諸多優(yōu)點,這些優(yōu)點使得ZigBee技術能夠更好地發(fā)揮無線傳感器網絡技術特點。Internet是現在

2、覆蓋范圍最廣的網絡,但是它對物理世界的感知能力較弱,如果能通過Internet獲取ZigBee無線網絡采集的數據,就可以將物理世界的信息方便廉價地傳到世界的每個角落。
　　 針對異構網絡的通信協(xié)議融合問題,本文在分析現有網絡接入方式的基礎上,根據傳輸層網關的思想提出了一種嵌入式無線傳感器網絡網關的設計和實現方案。本文設計并實現了一款基于ARM Correx-A8內核的OMAP3530處理器的新型嵌入式無線網絡網關,用以實現Zig

3、Bee無線通信協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的融合。針對OMAP3530處理器特點,進行了硬件連接的設計。根據自行設計的網關硬件平臺,文中有針對性的進行了WinCE操作系統(tǒng)的定制和移植。詳盡地分析了IEEE802.15.4標準協(xié)議網絡分層結構和數據幀格式,研究了無線傳感網絡的網絡拓撲結構類型和特點,結合文中設計的網關多點采集系統(tǒng),最終選取星型拓撲結構進行無線數據的采集。針對ZigBee技術的特點,利用Z-Stack2007協(xié)議棧平臺,進行了應用

4、程序的開發(fā)。系統(tǒng)的網關與協(xié)調器相連,負責異構網絡通信和數據處理。整個網關平臺分為無線傳輸模塊和以太網模塊,其中無線傳輸節(jié)點搭載了TI公司的無線芯片CC2530,與協(xié)調器模塊相連,負責采集無線傳感器網絡節(jié)點的信息。協(xié)調器和傳感器節(jié)點的設計均采用了支持ZigBee協(xié)議的CC2530芯片:以太網模塊采用100M的以太網控制芯片RTL8139,負責與傳統(tǒng)的互聯(lián)網連接通信。為驗證網關系統(tǒng)的性能,論文研究并改進了TI公司的ZigBee協(xié)議棧Z-St