基于的数据采集与传输系统的设计.doc

摘要伴随网络飞速发展，大家呼吁快速便捷网络呼声也越来越来强烈，无线网络肯定是未来世界网络关键发展方向。而3G时代无线应用日渐丰富，和无线终端设备层出不穷，对于无线网络，尤其是基于802.11技术标准Wi-Fi无线网络，802.11n产品技术应用逐步成为市场主流应用。ZigBee技术是一个新兴短距离、低速率无线网络技术。它是一个介于无限标识技术和蓝牙之间技术提案，关键用于近距离无线连接。自己在学校学习期间熟悉了通信原理，简单单片机知识，c语言编程等等。这些全部能在这次srtp里面得到表现。我们此次srtp关键研究了zigbee无线组网，结合TIz-stack无线传感协议，在cc2530芯片基础上实现温湿度光敏等数据无线监测，经过此次设计过程来验证zigbee无线网络便捷性。关键词无线网络zigbee数据监测第一章绪论1课题背景机车在做牵引试验时，需对机车上试验数据进行采集和传输系统，现在还是经过有线方法实现数据采集和传输，因为线缆本身十分粗笨，占用空间多，这就使得每次牵引试验时，不仅接线很繁琐，而且费时费力。又因为受到振动，连接电缆易损坏或断线，大大影响了数据采集可靠性。针对现在牵引试验数据采集和传输系统存在不足，拟采取无线传感器网络来实现牵引试验数据采集和传输。该系统采取无线传感器网络节点组成测量系统。因为该系统取消了常规测量接线，采取无线传输采取由无线传感器节点组成无线传感器网络，来实现机车牵引试验时，试验数据采集和传输。所以采取ZigBee无线通信技术实现数据无线传输。采取软测量方法实现试验数据检测。测量数据，大大降低了试验所需连线。提升了试验效率和试验灵活性。本文经过对ZigBee无线网络讨论，关键研究了无线传感器网络节点设备。无线技术在传感监测领域有自己独特优势，传统有线通信方法因为其成本高、布线复杂，已经不能完全满足大家应用需求了。由此，无线通信技术应运而生。无线网络技术根据传输范围来划分，可分为无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线个人域网。无线个人域网即短距离无线网络，经典短距离无线传输技术有：蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、WiFi等。在工业控制、家庭自动化和遥测遥感领域，蓝牙（Bluetooth）即使成本较低，成熟度高，不过传输距离有限，仅为10米，能够参与组网节点少。WiFi即使传输速度较快，传输距离达成100米，不过其价格偏高，功耗较大，组网能力较差。相比之下ZigBee技术则关键针对低成本、低功耗和低速率无线通信市场，含有以下特点：功耗低：工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，所以信号收发时间很短，其次在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式。设备搜索时延通常为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。因为工作时间较短、收发信息功耗较低且采取了休眠模式，使得ZigBee节点很省电，ZigBee节点电池工作时间能够长达6个月到2年左右。同时，因为电池时间取决于很多原因，比如：电池种类、容量和应用场所，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于经典应用，碱性电池能够使用数年，对于一些工作时间和总时间（工作时间+休眠时间）之比小于1%情况.数据传输可靠：ZigBee媒体接入控制层（MAC层）采取talk-when-ready碰撞避免机制。在这种完全确定数据传输机制下，当有数据传送需求时则立即传送，发送每个数据包全部必需等候接收方确实定信息，并进行确定信息回复，若没有得到确定信息回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采取这种方法能够提升系统信息传输可靠性。同时为需要固定带宽通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时竞争和冲突。同时ZigBee针对时延敏感应用做了优化，通信时延和休眠状态激活时延全部很短。网络容量大：ZigBee低速率、低功耗和短距离传输特点使它很适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件：全功效器件（FFD）和简化功效器件（RFD）。对全功效器件，要求它支持全部49个基础参数。而对简化功效器件，在最小配置时只要求它支持38个基础参数。一个全功效器件能够和简化功效器件和其它全功效器件通话，能够按3种方法工作，分别为：个域网协调器、协调器或器件。而简化功效器件只能和全功效器件通话，仅用于很简单应用。一个ZigBee网络最多包含有255个ZigBee网路节点，其中一个是主控（Master）设备，其它则是隶属（Slave）设备。若是经过网络协调器（NetworkCoordinator），整个网络最多能够支持超出64000个ZigBee网路节点，再加上各个NetworkCoordinator可相互连接，整个ZigBee网络节点数目将十分可观。兼容性：ZigBee技术和现有控制网络标准无缝集成。经过网络协调器（Coordinator）自动建立