论文研究-基于ZigBee的无线传感器网络组网设计 .pdf

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基于ZigBee的无线传感器网络组网设计,张蕾,陈光柱,本文以工业故障监测中常用的无线多节点的加速度信号采集为背景,针对目前尚无对基于ZigBee无线传感器网络的加速度信号的采集及组网
国武技论文在线 个应用操作发送帧:目的端点地址为时,表示向所有活动端点发送帧。 本文数据采集器主要采集路加速度振动信号,每个节点采集个轴的加速度值,并检 测电池能量,数据帧的定义如表所示。 表数据帧层服数据单元结构 名称 功能 节点电压 轴加速度 轴加速度 轴加速度 加速度数据由两个字节组成,高字节和低字芍的前位用于保存转换器输出的 位转换结果,低字节的低二位用于保存通道信息,即节点标号,表示号采集节点, 表小号采集节点,表小号采集节点,表小号采集节点。采集器电池电量信息 用低二位来表小,代表低电量,表小电量正常,其他位补 数据采集节点主程序设计 上电初始化,开串口中断。上电初始化包括 硬件初始化、协议栈初始化 以及系统状态初始化ε。其中,硬件初始化主要包括对输λ输岀端口、晶振、 定时器等 设置;具体初始化函数如表所示,各函数的定义分别在其头文件(文件)中定义。 表2初始化函数 初始化函数类 函数 函数说明 硬件初始化 初始化复位开关、 端口 初始化、时钟频率、 计时器 协议栈初始化 相关属性初始化,模块接收状态 网络层初始化 应用层初始化 应用支持子层初始化 没备对象初始化 初始化堆梭 系统状态初始化 枚举系统状态变量,并初始化 协调器主动扫描,广播:我是团长,此时目的地址为 ,即第一个终端节点 是否收到节点应答,如果收到应答,延时,目的地址加,执行步骤 直到收到个节点的应答,执行步骤; 发送数据采集指令,绿灯亮,红灯灭; 是否收到终端节点采集的数据,收到则通过串口发送至上位机,没有收到则执行 步骤 发送确认帧,绿灯亮,红灯灭,看门狗使能,返回步骤 国武技论文在线 初始化 发送米集指令 动扫描 <收到采集数据? 发现空闲信道 立 PANID 发送确认帧 “我是团长” N <等终端节点加入 数据处理发送至 上位机 图协调器主程序流程图 终端节点主程序设计 终端节点的主程序流程如图所示: 上电初始化,开串∏中断,上电初始化 主动描: 是否发现协调器,发现后发送连接请求,目的地主为 ,即协调器,记录此 时时间为 向协调器发送“我是终端节点”; 等待协调器的采集指令,如果收到执行步骤,没收到则反复扫描 启动定时器,定时中断采集加速度信号,并将转换后的数据发送给协调器; 国武技论文在线 开给 初始化 后动定时中断 主动扫描 AD转换、发送 协调 发现协调器 发送成功 「播“我是疼珊节 启动slep 数据采集命令N Timer,切换到 PMI 图数据采集器主程序流程图 工程代码结构 无线传感器网络协议栈的设计是一个非常庞大、复杂的软件工程,本系统采用的是 协议栈为无线龙公司提供的 精简版协议栈,该协议栈支持 这三种设备类型和多种网终拓扑结构,而且具备 协议栈基本的 源文件,包括层程序 层源代码、网终层源代码 与层的。各个文件的描述如表所示。 表 协议栈日录 文件 作用描述 输出控制的相关程序如串凵字符的输 出与时置 相关的一些硬件设计,比如定 相关寄存器, 口的设 使件相关的配置和驱动及操作函数,如 定时中断程序 包含了 层的参数配置文件及其 的厍的函数接口文件 主程序 层功能文件 数据帧的定义 无线道信 主循环函数 输出文件日录,这个 自动 生成的 结论 本文以工业故障监测为背景,介绍了基于 无线传感器网络的组网过程的实现 国武技论文在线 对 的设备及通信方式进行了介绍,并通过不同类型节点的通信过程进行了设计,实 现了个节点的通信组网,终端节点采集的信号以帧的形式传输至协调器,,对无线通信数 据结构进行了定义;并对实现本程序的工程代码结构进行了说明。 参考文献 高守玮吴灿阳杨超等 技术与应用 设计、开发与实践北京国防工业出版社 吕治安 网终原理与应用开发北京北京航空航天大学出版社, 高守玮吴灿阳杨超等 技术实践教稈基于 的无线传感器网络解决方案北京北京 航空航天大学出版社 郭斌李昕欣无线传感网用振动加速度传感器几点探索现代电子技术 霍雷刘盛德胡咸斌 技术及应用北京北京航空瓶天大学出版社

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