文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
基于无线传感器的监控网络系统设计
姓名:郝铁伟
申请学位级别:硕士
专业:检测与自动化装置
指导教师:夏泽中
20070401
摘要无线传感器网络是信息与控制科学技术的一个新的研究领域,与传统的监测系统相比具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优势,具有十分广阔的应用前景,引起了学术界和工业界的高度重视,己逐渐成为工业界及学术界的一个研究热点。本课题的任务是设计一种无线传感器监控网络,完成蓄电池化成过程中单体蓄电池电压、温度采集功能,该无线传感器网络是使用内嵌单片机的射频片上系统:诵男酒木哂械缪埂⑽露炔杉δ艿奈⑿颓度胧传感器单元所组建的局域网络;监控单元是以心芯片,并移植实时操作系统/.的嵌入式控制器,该控制器具有人机交互、洞ā⒂肷衔换换ズ头⑺筒僮髅畹奖淞骺刂频ピ5墓δ堋首先前两章介绍了无线传感器网络发展现状和短距离无线通信技术的现状与发展趋势。并结合系统方案的要求详细描述了该网络的设计思路及系统的总其次用第三章论述了完成了无线传感器模块的硬件系统设计,确定了其通讯协议并完成了相关软件的设计。然后用四、五章详细讲述了网络控制单元相关软硬件平台的设计工作。硬件平台对各模块的功能、结构和主要工作原理进行了论述;软件平台阐述了操作系统的移植、设备驱动程序的设计及操作系统下多任务应用程序的开发,分析了各部分代码的设计流程,并给出关键程序流程图和部分源码。详细介绍了疧狪僮飨低诚卤嘈碨、键盘、癈的程序编写。最后用一章总结了课题设计所取得的成绩,并分析设计中的不足,给出了心得体会。关键词:,无线传感器网络,琁/.,嵌入式系统,为核论文主要由六部分组成:体架构。如何在武汉理工大学硕士学位论文
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第滦髀无线传感器网络发展现状随着半导体技术、传感器技术、嵌入式技术以及通信技术的飞速发展,具有感知、计算、存储和通信能力的无线传感器网络呈现出巨大的应用前景。传感器节点通过自组织的方式构成无线传感器网络,能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的各种信息,并加以处理,完成对数据采集和监测任务。无线技术正快速应用于许多产品之中,与有线技术相比,无线技术主要具有成本低、携带方便、省去布线烦恼等优点。无线传感器网络是当今国内外研究的一大热点,很多大学和研究所都开展了相关的研究。传感器网络可以使人们在任何时间、地点和环境条件下获取大量详实而可靠的信息。它在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。在军事领域,通过无线传感器网络,隐蔽地分布在战场上的传感器可将获取的信息回给指挥部;在民用领域,无线传感器网络可在环境监测、医疗保健、空间探索、灾害预测和其他商业用途上得到广泛应用,因此无线传感网络的巨大应用价值得到了各国政府、军方、跨国公司和科研机构的关注和重视,成为当今工业界和学术界的研究热点。传感器网络被认为是世纪最重要的技术之一”’,据有关杂志分析,对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术中,传感器网络排名第一。因此,我们可以预见到,在不远的将来,传感器网络必将引发一场新的技术革命。监控系统的最初阶段是对设备专项功能的单一监控,即监控设备通过一对一的配线,集中到中央监控室,实现集中控制,监控设备是相互分立的,由于计算机和信号传输技术的进步,人们可在一对信号线上传输多路信号,便于在中央监控室内显示所有设备的运行状态,可以进行操作和管理。随后,基于网络技术的广泛应用和无线智能传感的发展,先进的设备现场控制器和取代了中央控制主机的工作,可以根据操作人员的指令,自动地进行逻辑运算并控制相关设备,这样,监控系统的功能由原先的集中监控扩展到网络化的管理、武汉理工大学硕士学位论文
监控。当前,设备监控系统的各项软硬件技术己逐渐趋于成熟,主要涉及到传感技术、信号转换技术、通讯技术、数据库技术、7⒓际醯榷喾矫娑嗔域。伴随着半导体技术、传感器技术、嵌入式技术以及通信技术的飞速发展,具有感知、计算、存储和通信能力的无线传感器网络呈现出巨大的应用前景。传感器节点通过自组织的方式构成无线传感器网络,能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的各种信息,并加以处理,完成对数据采集和监测任务。现有的控制平台大多基于有线网络¨’。有线网络高速稳定,满足了大部分工业组网的要求,但是有线网络只能按照一维的线路传输数据,传输需要导电介质,因而带来规划布线、预设接口、线路检测、线路扩容等一系列于传输途径有关的工作,而且这些工作不可避免的具有破坏建筑、浪费接口、检修困难、扩展困难等弊端。另外,监控设备处在不能布线的情况下或者是装载在车辆等运动机械上,是难以使用有线网络的。与此相对应,无线网络向三维空间传送数据,中间无需传输介质。