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基於ZigBee的無線溫度感測器網路設計

發布時間:2023-02-16 16:25:11

㈠ 無線感測器網路研究什麼,和ZigBee什麼關系關於無線感測器網路,有研究路由算發,研究拓樸控制的

無線感測器網路是指的基於無線傳輸的方式組成的網路,那麼能夠實現無線傳輸的方式就有多種包括:zigbee、WiFi等方式。其中zigbee是在無線感測器網路中選用最多的,其最大的特點是功耗低、傳輸距離較遠、安全性較高(128bit加密)。
CC2530隻是能夠實現zigbee傳輸的一個晶元,它是TI(德州儀器)的一種晶元。其他晶元公司也有基於zigbee的晶元,比如freescale等。
目前網路上基於zigbee的無線感測器使用的較多的方案是TI的CC2530\CC2430等晶元。晶元只是研究無線感測器的一個載體。

㈡ 無線感測器在網路中的應用設計

下面是由整理的畢業設計論文《無線感測器在網路中的應用設計》,歡迎閱讀。

1引言

無線感測器網路(Wireless Sensor Networks,簡稱WSNs)是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成,通過無線通信形成一個多跳自組織網路系統,能夠實時監測、感知和採集網路分布區域內監視對象的各種信息,並加以處理,完成數據採集和監測任務。WSNs綜合了感測器、嵌入式計算、無線通訊、分布式信息處理等技術,具有快速構建、自配置、自調整拓撲、多跳路由、高密度、節點數可變、無統一地址、無線通信等特點,特別適用於大范圍、偏遠距離、危險環境等條件下的實時信息監測,可以廣泛應用於軍事、交通、環境監測和預報、衛生保健、空間探索等各個領域。

2節點的總體設計和器件選型

2.1節點的總體設計

WSNs微型節點應用數量比較大,更換和維護比較困難,要求其節點成本低廉和工作時間盡可能長;功能上要求WSNs中不應該存在專門的路由器節點,每個節點既是終端節點,又是路由器節點。節點間採用移動自組織網路聯系起來,並採用多跳的路由機制進行通信。因此,在單個節點上,一方面硬體必須低能耗,採用無線傳輸方式;另一方面軟體必須支持多跳的路由協議。基於這些基本思想,設計了以高檔8位AVR單片機ATmega128L為核心,結合外圍感測器和2.4 GHz無線收發模塊CC2420的WSNs微型節點。這兩款器件的體積非常小,加上外圍電路,其整體體積也很小,非常適合用作WSNs節點的元件。

圖1給出WSNs微型節點結構。它由數據採集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和電源管理單元4部分組成。數據採集單元負責監測區域內信息的採集和數據轉換,設計中包括了可燃性氣體感測器和濕度感測器;數據處理單元負責控制整個節點的處理操作、路由協議、同步定位、功耗管理、任務管理等;數據傳輸單元負責與其他節點進行無線通信,交換控制消息和收發採集數據;電源管理單元選通所用到的感測器,節點電源由幾節AA電池組成,實際工業應用中採用微型紐扣電池,以進一步減小體積。為了調試方便及可擴展性,可將數據採集單元獨立出來,做成兩塊能相互套接的可擴展主板。

2.2處理器選型

處理器的選型要求和指標是功耗低,保證長時間不更換電源也能順利工作,供給電壓小於5 V,有較快的處理速度和能力,由於節點是需要大量安置的,所以價格也要相對便宜。選用AVR單片機,考慮到電路中I/O的個數不多,功耗低、成本低、適合與無線器件介面配合等多方面因素,綜合對比後,選用Atmel公司的ATmega128L。該微型控制器擁有豐富的片上資源,包括4個定時器、4 KB SRAM、128KB Flash和4 KBEEPROM;擁有UART、SPI、I2C、JTAG介面,方便無線器件和感測器的接入;有6種電源節能模式,方便低功耗設計。

2.3無線通信器件選型 CC2420是一款符合ZigBee技術的高集成度工業用射頻收發器,其MAC層和PHY層協議符合802.15.4規范,工作於2.4 GHz頻段。該器件只需極少外部元件,即可確保短距離通信的有效性和可靠性。數據傳輸單元模塊支持數據傳輸率高達250 Kb/s,即可實現多點對多點的快速組網,系統體積小、成本低、功耗小,適於電池長期供電,具有硬體加密、安全可靠、組網靈活、抗毀性強等特點。

2.4感測器選型

由於WSNs是用於礦下安全監測,常要檢測礦下可燃氣體的濃度(預防瓦斯氣體濃度過高)和空氣濕度,所以要選擇測量氣體濃度和濕度的感測器。

2.4.1 HIH-4000系列測濕感測器

HIH-4000系列測濕感測器作為一個低成本、可軟焊的單個直插式組件(SIP)能提供儀表測量質量的相對濕度(RH)感測性能。RH感測器可用在二引線間有間距的配量中,它是一個熱固塑料型電容感測元件,其內部具有信號處理功能。感測器的多層結構對應用環境的不利因素,諸如潮濕、灰塵、污垢、油類和環境中常見的化學品具有最佳的抗力,因此可認定它能適用礦下環境。

2.4.2 MR511熱線型半導體氣敏元件

MR511型氣敏元件利用氣體吸附在金屬氧化物半導體表面而產生熱傳導變化及電傳導變化的原理,由白金線圈電阻值變化測定氣體濃度。MR511由檢測元件和補償元件配對組成電橋的兩個臂,遇可燃性氣體時,檢測元件的電阻減小,橋路輸出電壓變化,該電壓變化隨氣體濃度的增大而成比例增大,補償元件具有溫度補償作用。MR511除具有靈敏度高、響應恢復時間短、穩定性好特點外,還具有功耗小,抗環境溫濕度干擾能力強的優點。WSNs的節能和井下惡劣溫濕環境要求MR5111可以滿足。

3 WSNs節點設計

3.1數據採集單元

考慮到無線感測器網路節點的節能和井下惡劣的溫濕環境,為了便於數據採集,系統設計採用HIH-4000-01型測濕度感測器和MR511熱線型半導體氣體感測器。圖2、圖3分別給出其電路設計圖。

3.2數據處理單元

ATmega128L的外圍電路設計簡單,設計時注意在數字電路的電源並人多隻電容濾波。ATmega128L的工作時鍾源可以選取外部晶振、外部RC振盪器、內部RC振盪器、外部時鍾源等方式。工作時鍾源的選擇通過ATmega128L的內部熔絲位來設計。熔絲位可以通過JTAG編程、ISP編程等方式設置。ATmega128L採用7.3728 MHz和32.768 kHz兩個外部晶振。前者用作工作時鍾,後者用作實時時鍾源。

3.3數據傳輸單元

3.3.1 CC2420外圍電路設計

圖4給出數據傳輸單元的外圍電路。CC2420隻需要極少的外圍元器件。其外圍電路包括晶振時鍾電路、射頻輸入/輸出匹配電路和微控制器介面電路3部分。

射頻輸入/輸出匹配電路主要用來匹配器件的輸入輸出阻抗,使其輸入輸出阻抗為50 Ω,同時為器件內部的PA及LNA提供直流偏置。射頻輸入/輸出是高阻抗,有差別。射頻端最適合的負載是115+j180 Ω。C61、C62、C71、C81、L61組成不平衡變壓器,L62和L81匹配射頻輸入輸出到50 Ω;L61和L62同時提供功率放大器和低雜訊放大器的直流偏置。內部的T/R開關是為了切換低雜訊放大器/功率放大器。R451偏置電阻是電流基準發生器的精密電阻。CC2420本振信號既可由外部有源晶體提供,也可由內部電路提供。若由內部電路提供時,需外加晶體振盪器和兩只負載電容,電容的大小取決於晶體的頻率及輸入容抗等參數。設計採用16 MHz晶振時,其電容值約為22 pF。C381和C391是外部晶體振盪器的負載電容。片上電壓調節器提供所有內部1.8 V電源的供應。C42是電壓調節器的負載電容,用於穩定調節器。為得到最佳性能必須使用電源去耦。在應用中使用大小合適的去耦電容和功率濾波器是非常重要的。CC2420可以通過4線SPI匯流排(SI、SO、SCLK、CSn)設置器件的工作模式,並實現讀,寫緩存數據,讀/寫狀態寄存器等。通過控制FIFO和FIFOP引腳介面的狀態可設置發射/接收緩存器。

3.3.2配置IEEE 802.15.4工作模式

CC2420為IEEE 802.15.4的數據幀格式提供硬體支持。其MAC層的幀格式為:頭幀+數據幀+校驗幀;PHY層的幀格式為:同步幀+PHY頭幀+MAC幀,幀頭序列的長度可通過設置寄存器改變,採用16位CRC校驗來提高數據傳輸的可靠性。發送或接收的數據幀被送入RAM中的128位元組緩存區進行相應的幀打包和拆包操作。表1給出CC2420的四線串列SPI介面引腳功能。它是設計單片機電路的依據,充分發揮這些功能是設計無線通信產品的前提。

3.3.3 CC2420與單片機介面電路設計

圖5給出CC2420與ATmega128L單片機的介面電路。CC2420通過簡單的四線(SI、SO、SCLK、CSn)與SPI兼容串列介面配置,這時CC2420是受控的。ATmega128L的SPI介面工作在主機模式,它是SPI數據傳輸的控制方;CC2420設為從機工作方式。當ATmega128L的SPI介面設為主機工作方式時,其硬體電路不會自動控制SS引腳。因此,在SH通信時,應在SPI介面初始化,它是由程序控制SS,將其拉為低電平,此後,當把數據寫入主機的SPI數據寄存器後,主機介面將自動啟動時鍾發生器,在硬體電路的控制下,移位傳送,通過MOSI將數據移出ATmega128L,並同時從CC2420由MISO移人數據,8位數據全部移出時,兩個寄存器就實現了一次數據交換。

4結語

通過對於無線感測器網路節點中感測器元件、數據處理模塊、數據傳輸模塊和電源的選擇,設計了一種以CC2420和ATmega128L為主體的硬體方案。利用該方案設計的CC2420和ATmega128L的外圍電路以及兩者之間的介面電路。此外,還對感測器與單片機的介面電路進行設計。通過實驗驗證,設計的硬體節點基本上達到了項目要求,經調試能通過感測器正確真實地採集數據,並實現兩個無線節點(兩個電路板。AA電池供電)在30 m左右的通信、傳輸數據、並反映到終端設備。

如何實現通過wifi設置節點參數

設置無線路由器網默認網關的方法如下:1、第一步,在獲知這個路由器的默認網關為192.168.1.1之後2、第二步,打開設置——網路——更改適配器選項,然後在乙太網連接的埠圖標上點擊右鍵

㈣ 無線感測器網路可能採用哪些無線通信方式

基於XL.SN智能感測網路的無線感測器數據採集傳輸系統,可以實現對溫度,壓力,氣體,溫濕度,液位,流量,光照,降雨量,振動,轉速等數據參數的實時採集,無線傳輸,無線監控與預警。在實際應用中,無線感測器數據採集傳輸系統常見的包括深圳信立科技農業物聯網智能大棚環境監控系統,智慧養殖環境監控系統,智慧管網管溝監控系統,倉儲館藏環境監控系統,機房實驗室環境監控系統,危險品倉庫環境監控系統,大氣環境監控系統,智能製造運行過程監控系統,能源管理系統,電力監控系統等。
無線感測器數據採集傳輸系統,比較常用的的無線數據傳輸組網技術包括433MHZ,Zigbee(2.4G),運營商網路(GPRS)等三種方式,其中433MHZ,Zigbee(2.4G)屬於近距離無線通訊技術,並且都使用ISM免執照頻段。運營商網路(GPRS)屬於遠距離無線通訊技術,按數據流量收費。
1、基於Zigbee(2.4G)的智能感測網路
ZigBee的特點是低功耗、高可靠性、強抗干擾性,布網容易,通過無線中繼器可以非常方便地將網路覆蓋范圍擴展至數十倍,因此從小空間到大空間、從簡單空間環境到復雜空間環境的場合都可以使用。但相比於WiFi技術,Zigbee是定位於低傳輸速率的應用,因此Zigbee顯然不適合於高速上網、大文件下載等場合。對於餐飲行業的無線點餐應用,由於其數據傳輸量一般來說都不是很大,因此Zigbee技術是非常適合該應用的。

2、基於433MHz的智能感測網路
433MHz技術使用433MHz無線頻段,因此相比於WiFi和Zigbee,433MHz的顯著優勢是無線信號的穿透性強、能夠傳播得更遠。但其缺點也是很明顯的,就是其數據傳輸速率只有9600bps,遠遠小於WiFi和Zigbee的數據速率,因此433Mhz技術一般只適用於數據傳輸量較少的應用場合。從通訊可靠性的角度來講,433Mhz技術和WiFi一樣,只支持星型網路的拓撲結構,通過多基站的方式實現網路覆蓋空間的擴展,因此其無線通訊的可靠性和穩定性也遜於Zigbee技術。另外,不同於Zigbee和WiFi技術中所採用的加密功能,433Mhz網路中一般採用數據透明傳輸協議,因此其網路安全可靠性也是較差的。

3、基於運營商的智能感測網路
GPRS無線傳輸設備主要針對工業級應用,是一款內嵌GSM/GPRS核心單元的無線Modem,採用GSM/GPRS網路為傳輸媒介,是一款基於移動GSM短消息平台和GPRS數據業務的工業級通訊終端。它利用GSM 移動通信網路的簡訊息和GPRS業務為用戶搭建了一個超遠距離的數據傳輸平台。
標准工業規格設計,提供RS232標准介面,直接與用戶設備連接,實現中英文簡訊功能,彩信功能,GPRS數據傳輸功能。具有完備的電源管理系統,標準的串列數據介面。外觀小巧,軟體介面簡單易用。可廣泛應用於工業簡訊收發、GPRS實時數據傳輸等諸多工業與民用領域。

㈤ 基於zigbee的無線感測器網路的組成結構是怎樣的

無線感測器網路(WSN,WirelessSensorNetwork)採用微小型的感測器節點獲取信息,節點之間具有自動組網和協同工作能力,網路內部採用無線通信方式,採集和處理網路中的信息,發送給觀察者。目前WSN使用的無線通訊技術過於復雜,非常耗電,成本很高。而ZigBee是一種短距離、低成本、低功耗、低復雜度的無線網路技術,在無線感測器網路應用領域極具發展潛力。

㈥ 題目標題 zigbee無線感測器網路節點設計與製作

這么簡單

㈦ 基於ZigBee的無線感測網路構架是什麼

看樣子,你比較暈,mesh網,也就是網狀網(可以想像為漁網),理論上,可以支持任何形狀拓撲結構。至於感測器節點、匯聚節點都是節點,節點是構成網路的物理設備,網路結構是由通信決定的。
A、B、C、D四個節點:
如果A是主節點,只有A與B、B與C、B與D三條通信線路,這樣的網路就叫做TREE拓撲;
如果A為主節點,只有A分別與B、C、D形成三條通信線路,那麼就叫做STAR拓撲;
如果沒有主節點,A、B、C、D四個節點任意兩點都能夠進行通訊(共6條通信線路),那麼這就叫做MESH網路。
zigbee網路通過USB、RS232等可以接入互聯網,那隻是zigbee網路的應用。
互聯網的架構有沒有包括你我這樣的用戶?zigbee和互聯網是一樣的,就是一個無線區域網。

㈧ 畢業設計-基於zigBee無線網路的溫度測量系統設計

26個,你選擇一下,我幫你下一兩篇做參考啦
論文標題: 無線莖流感測器的研究
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論文標題: 基於無線感測網路技術的熱解爐溫度測量節點設計
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論文標題: 基於無線感測器網路的精準農業環境監測系統設計
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論文標題: 無線網路溫度測量系統的研製與開發
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論文標題: 工業用高溫無線感測器節點的設計
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論文標題: 電子皂膜流量計的研製
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論文標題: 無線感測器網路的溫深測量系統設計
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論文標題: 電力變電站溫度智能監測網路研究與實現
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論文標題: RFID技術在測量中的應用研究
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論文標題: 基於無線感測器網路的數據採集系統設計
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論文標題: 無線感測器網路節點分布式信息融合演算法研究
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論文標題: 基於無線感測技術和電力線載波技術的礦井安全檢測
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論文標題: 無源聲表面波溫度遙感系統響應信號的研究
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論文標題: 無線溫深測量網路的設計
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㈨ 基於ZIGBEE無線溫度採集系統的設計

我本科的畢業設計也是做ZigBee的,實現一個果園環境監控系統。我講講我做這個畢業設計的基本思路和學習方向,希望對題主有幫助。
1、硬體
對ZigBee協議有基本了解的都知道,它只是一種協議,類似於TCP/IP協議,很多嵌入式平台(如ARM、Linux等)都可以實現。比較主流的用於構建ZigBee拓撲網路的嵌入式平台是CC2530/2430系列單片機,它們是TI公司專門設計用於搭建ZigBee網路的晶元,內置強大的ZigBee協議棧支持。CC2530/2430基於C51開發的,所以片上資源和介面和C51/C52系列單片機類似,學懂了51單片機,學這個也很簡單了。
所以要搭建ZigBee網路,首先要搞懂CC2530/2430的硬體資源(只做APP層基本可以不用深入理解指令集)。從最小系統入手,電源電路、晶振電路、復位電路等,以及一些嵌入式基本通信協議,如iic、spi、RS232/485等,還有AD/DA模塊,這個用於溫度感測器(模擬的)數據採集。
2、軟體
ZigBee協議棧的底層都是TI公司已經設計好了的,自組網、網路拓撲、路由、發送/接收數據包等,這些網路操作都封裝好並提供給用戶編程介面,直接在APP層調用就行,若只做簡單開發無需深入了解物理層和鏈路層,只要通過開發文檔把這些需要用到的編程介面弄明白(類似於C語言的封裝庫,只管調用,不管實現)。
還有就是感測器編程(如題中所述的溫度感測器),這種感測器市面上太常見了,基本都是通過iic或者其他通信協議直接讀數字信號,連數模轉換都不需要,源代碼網上都一搜一大堆,直接拿過來用就行,稍微調一下介面和時序什麼的。
3、網路拓撲
由於底層自組網的特性,我們只要簡單地了解組網、路由、鑒權、發/收包等基本內容(應付答辯啊),因為底層的封裝實現……你想看都看不到,只能通過官方文檔大概知道它是怎麼處理的。除了APP層,其他的交給協議棧來做吧。

㈩ 基於TrueTime的智能家居系統模擬後,如何實現dos攻擊

隨著計算機技術、網路技術以及通信技術的高速發展,智能家居成為近幾年的一個研究熱點,人們對智能家居的智能化要求也越來越高。在現有的智能家居產品中,家居網路大多是有線的,隨著電子產品、感測器數量的增加,有線網路體現出了其不足:布線麻煩;終端節點數量多,需要數量多的電纜;增加或者刪減網路中的節點不方便等。無線通信技術的發展能很好地解決以上缺點。因此,智能家居的內部網路系統的研究重心也從有線網路轉為無線網路 。
針對智能家居環境監測系統對環境參數(如溫度、亮度、濕度等)數據的傳輸速率要求不是很高,而對設備的功耗要求卻較高的情況,本文設計了一種ZigBeel 智能家居無線感測器網路。但是,由於實驗室條件以及其他客觀因素的限制,設計的節點數目有限,只能做簡單的組網和數據傳輸測試。為了測試所設計的節點在節點數目較多的網路中的運行情況,因此,利用MAT—LAB 7.0的TrueTime工具箱對所設計的ZigBe無線感測器網路進行了模擬。
1 ZigBee無線感測器網路
1.1 ZigBee節點
ZigBee是IEEE 802.15.4協議的代名詞。根據該協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低功耗、低數據速率、低成本,可以嵌入各種設備。
根據不同的應用,無線感測器節點的組成也不相同,但是一般都由數據採集、數據收發、數據處理和電源4部分構成,如圖1所示。
溫度、亮度、濕度等感測器將採集到的環境數據經MSP430微控制器處理後,通過CC2480無線射頻收發器發送到其他節點或者系統主控制器。
MSP430單片機最大的特點是超低功耗,工作電壓為1.8~3.6 V,待機電流<1 IxA,通過控制位可以設定1種活動模式和5種低功耗模式,同時內部集成有豐富的片內外設。根據不同的應用場合採用不同型號,主要是根據應用程序選擇晶元RAM和Flash存儲單元的大小。
無線數據收發模塊採用TI公司的CC2480無線射頻晶元。CC2480是首款經ZigBee認證的新Z—Accel系列網路處理器產品,它能夠簡化設計,縮短上市時間。當配置為終端設備時,自動轉換到低功耗模式(<0.5 A),具有SPI或UART兩種通信模式和l0個函數調用的Sim—pleAPI,簡化了開發過程。
在該設計的節點中,MSP430主控制器和CC2480採用UART通信方式,軟體設計上以嵌入式實時操作系統~C/OS—II為軟體設計平台。設計應用程序時,節點之間通信採用符合ZigBee2006協議棧標準的Z-Stack協議棧。超低功耗處理器和超低功耗無線收發模塊的結合,使節點的功耗得到了極大的降低。
1.2 無線感測器網路功能
整個無線感測器網路由溫度、亮度、濕度等感測器子節點構成,不同子節點採集不同的環境數據,將採集到的數據通過無線收發模塊發送到主控制器或其他節點。主控制器根據接收到的數據,結合控制策略,發出控制指令,通過無線收發傳輸到終端控制器。如某個房間檢測到溫度是A1,通過無線感測器網路傳輸到主控制器,而控制策略的期望值是A2,於是主控制器發出調節空調溫度的指令至終端控制器。無線感測器網路主要完成數據採集、處理以及傳輸等功能。
由於實驗室條件和其他客觀條件的限制,共設計了4個感測器節點進行溫度檢測、數據傳輸交換以及簡單的自動組網等試驗。
由於篇幅的限制,這里就不再詳細介紹。本文的側重點是在MATLAB 7.0的TrueTime工具箱中對設計的網路節點進行模擬,根據實際節點的參數驗證所設計的網路節點在構建大網路的情況下的網路性能。
2 無線感測器網路模擬
TrueTime工具箱是一種基於MATLAB的實時控制與網路控制模擬工具箱,包括4個模塊:實時內核模塊、網路通信模塊、電池模塊和無線網路模塊。無線網路模塊中,目前的TrueTime1.5版本中支持兩種協議:IEEE 802.11 b/g(WEAN)和IEEE 802.15.4(ZigBee)。
本文設計的ZigBee感測器網路節點之間的通信採用符合ZigBee 2006協議棧規范的Z—Stack協議棧。ZigBee 2006協議棧的物理層(PHY)和媒體接入層(MAC)協議為IEEE 802.15.4協議標准,網路層由ZigBee技術聯盟制定,應用層的開發根據用戶自己的應用需要對其開發利用。
TrueTime工具箱中的無線模塊的IEEE 802.15.4(ZigBee)協議主要是物理層(PHY)和媒體接入層(MAC),ZigBee 2006協議棧的網路層路由是基於Ad Hoc按需矢量路徑協議AODV(Ad hocOn demand Distance Vector),支持在環境中移動、連接失敗和包丟失的環境應用。
2.1 模擬模型構建
利用TrueTime工具箱的模塊,結合MAT.LAB/Simulink模擬環境,構建具有20個感測器節點的模擬模型。感測器節點主要是以True—Time Kernel模塊為核心,節點與節點的數據傳輸通過TrueTime Wireless Network無線模塊。無線模塊中的協議選擇IEEE 802.15.4(ZigBee)協議,結合設計的節點參數,對網路的參數進行設置。模塊中的IEEE 802.15.4(ZigBee)協議只是包含了物理層(PHY)和MAC層協議,而所設計節點是運行在Z.Stack協議之上的。因此,根據ZigBee 2006協議棧規范,在模擬節點上必須添加AODV路由協議。
2.2 初始化與參數設置
初始化主要包括兩個方面的初始化:一是模擬場景的初始化;二是節點的初始化。場景初始化主要包括節點個數、位置初始化、路由表初始化、AODV參數初始化(如Hello信息的生存時間等參數的初始化)。初始化文件以M文件形式存在,模塊屬性中的initialization function中調用該初始化文件。在模擬過程中,通過修改文件中的參數,可以設置不同的模擬場景條件。
節點的初始化文件也以M文件形式存在,在TrueTime Kernel模塊中調用節點初始化文件。初始化主要是以創建任務為主進行初始化,由TrueTime工具箱提供的各種不同函數初始化內核模和網路模塊,創建模擬所需要的任務。
參數設置主要是根據採用的CC248無線收發晶元的參數對無線網路模塊的參數進行設置。
……
開始,0.0002s時,節點1要發送數據到節點10,沒有路由路徑存在,於是開始查找、發現路由。如圖4(a)所示,在0.0l1 884 S時,建立了一條新的路由路徑:l—l2—1O。在該路徑一直保持的時間內,數據都是經過節點12發送到節點10上。
在模擬過程中,讓節點l2緩慢移動,移動到一定的位置范圍時,會與節點1失去連接,於是路徑就被破壞了,數據就先暫時存儲在緩沖區中,尋找新的路徑。在8.507 4 S時新的路徑建立後,數據路徑l—3一l2一l0發送到節點10。在8.514 1 S時,又尋找到一條跳數更少的路徑,於是數據就經1—13—10發送到節點10。
從模擬結果可以看出,所設計的ZigBee無線感測器網路在節點較多的情況下,能夠實現路由發現、路由維護以及路由路徑重組等。經模擬證明,所設計的網路節點可以在較大的網路環境中運行。
3 結 語
本文利用MATLAB 7.0的TrueTime工具箱對所設計的智能家居的ZigBee無線感測器網路進行了模擬驗證,驗證所設計的無線ZigBee網路節點在節點較多的情況下能夠實現路由建立、路由保持、數據發送以及路由重新創建等。模擬試驗結果表明,網路運行穩定。
隨著智能家居系統智能化的不斷提高,感測器數量會越來越多,無線感測器網路在智能家居中的地位會越來越重。
ZigBee無線網路具有低功耗、組網方便等優點,相信今後在智能家居的家庭網路中,ZigBee無線感測器網路會逐漸取代有線網路。

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