基于zigbee无线的测控系统设计毕业论文开题报告.doc

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1、 中 北 大 学 信 息 商 务 学 院毕业论文开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院、系：中北大学信息商务学院专 业：测控技术与仪器论 文 题 目：基于zigbee无线的测控系统设计指导教师:王文廉 2014 年 2月 17 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括

2、辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如02011401X02），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 论 文 开 题 报 告1文 献 综 述：一、背景及意义zigbee这一名称来源于蜜蜂的八字舞，

3、由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。现在人们借此来描述一种新兴的无线组网通讯技术zigbee技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee联盟成立于2002年10月，是一个高速成长的非盈利业界组织，成员包括国际著名半导体生产商、技术提供者、技术集成商以及最终使用者。联盟制定了基于IEEE802.15.4，具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。无线测控系统是将现场各种设备采集的数据进行必要的预处

4、理后，通过无线通信方式将数据送到远程计算机，通过报表打印、屏幕显示等方式为生产人员提供准确数据，以便对生产过程进行分析，了解生产情况，完成对生产过程的监督、管理和控制功能。目前，无线传感器网路开发的要求主要是尽量节省系统的能量消耗、尽量节省信息处理过程和简易信号收发等。而对无线传感网络的网络协议的希望是用简单的协议栈支持无线传感器网路的有效运行，网络节点可以随时加入网络；利用广播信息，避免交互应答；简化协议层次和信令方式；节省系统开销等。目前用于无线传感网络的主要网络协议有红外线数据通信（IrDA）、蓝牙（Bluetooth）、家庭无线射频（HomoRF）、无线局域网（Wi-Fi）等技术。在各

5、类无线传感网络协议中，ZigBee 技术以其时延短、成本低、功耗低的特点成为无线通信技术的首选协议。无线传感网能够获取大范围内客观世界各种物理信息，因此ZigBee 技术具有十分广阔的前景，主要应用到军事、环境监测和预报、健康护理、工业自动化领域、家庭智能化领域、航空工业领域、煤矿安全监测领域、粮食温度监测行业、森林防火报警领域等多个领域内。通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输：1 需要数据采集或监控的网点多；2 要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；3 要求数据传输可性高，安全性高；4 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；5 电池供电；6 地

6、形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；7 现有移动网络的覆盖盲区；8 使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。9 使用GPS效果差，或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。二、国内外的研究现状为了推动ZigBee技术的发展，Chipcon（已被TI收购）与Ember、Freescale、Honeywell、Mistubishi、Motorola、Philips和Samsung等公司共同成立了ZigBee联盟（ZigBee Alliance），目前该联盟已经包含130多家会员。ZigBee技术在ZigBee联盟和IEEE802.15.4的推动下，结合其他无线技术，可以实现无所不在的网络。

7、 进入2006年以来，市场上已经陆续出现了各种基于zigbee技术的产品。北京赫立讯公司推出的无线定位方案已开始在煤矿行业中打开了市场，该公司利用其zigbee无线网络模块，运用区域定位技术，通过定位网络中参考节点接收目标节点的无线信号强度和无线信号质量等信息，从而随时了解矿工的工作位置，同时还可以通过矿工身上的传感器，接收并上报该区域瓦斯浓度变化信息。2001年，加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在校园的一栋大楼内部署多个无线传感器网络节点来对大楼内的温度、光强和空气质量进行检测，并通过控制系统对室内的空调、灯光和通风设备进行调控，以达到节约能量和提高空气质量的目的。2005年，美国最大的工

8、程建筑公司Bechtel集团公司在一些项目（如伦敦地铁系统）中采用无线传感器网络，并准备进一步应用于智能建筑、国防建设和化学工厂等方面。2007年，英国利兹大学宣布启动“智能安全房屋”计划。 在未来其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。在家庭自动化智能领域中，用户可以用遥控器掌握电视机、冰箱、洗衣机、空调、大门、油压机等一切家用电器。可以看出来，ZigBee 技术在智能家居领域的前景很好。在医学领域内，大夫拿着 ZigBee 手持设备准确的监测每个房间内的每个病人的病况，这样大大减少了医院的人力和物力。在医院领域 ZigBee 技术有望发展的更为广泛。无线传感器网络技术目前仍处

9、于初步应用阶段，但已经展示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更大的应用。三zigbee技术标准无线通信网络中只能出现两种类型的设备，即全功能设备和精简功能设备。根据无线通信技术 ZigBee技术的定义，同时根据 ZigBee 技术协议所制定的标准有不同的规范术语。在无线网络中根据功能的不同，IEEE802.15.4 把网络中的设备分为全功能设备（FFD）和精简功能设备（RFD）。又根据以上两种设备在无线监测监控网络中所承担的任务不同，这些设备可以分为协调器设备、路由器设备和终端设备。协调器必须是 FFD。而 RFD 只能做终端设备，一个 FFD 可以和 RFD 通信，

10、也可以和其他的 FFD 来通信。而 RFD 只能和 FFD 通信。ZigBee 联盟把它们分别叫为 ZigBee 协调器 ZigBee 路由器，ZigBee 终端设备。在无线监测监控网络系统中有三种类型的节点可以定义：即协调器节点、路由器节点和终端设备节点。并且协调器节点和路由器节点都可以是全功能设备。而终端设备节点只能是精简功能设备。在 ZigBee 网络中，支持三种网络拓扑结构，即星型、树型和网状型。如下图所示：图中黑点代表协调器，灰点代表路由器，白点代表终端设备。四、参考文献1 周怡颐,凌志浩,吴勤勤.ZigBee无线通信技术及其应用探讨J.自动化仪表。20062 彭瑜.无线通信网络在工

11、控领域的应用现状及前景田.现代制造,。 20063 李文仲，段朝玉。Zigbee2006无线网络与无线定位实战。20084 张西红 周顺 无线传感网技术及其军事应用。20105 李劲，程绍艳，李佳林，金德新基于ZigBee技术的无线数据采集网络J。6周怡颐,凌志浩,吴勤勤.ZigBee无线通信技术及其应用探讨J.自动化仪表，2006,26(6):5-97瞿雷.一种新的无线网络通新技术ZigBeeJ.单片机与嵌入式系统应用,2006,26(l):12-148FrankHakemeyer.无线数据通信走进工厂自动化团.现代制造,2005,27:42-449彭瑜.无线通信网络在工控领域的应用现状及前

12、景田.现代制造,2006,3:38-4110江修波.ZigBee技术及其应用闭.低压电器,2005,(7):27-298高亮,周德扬,杨刚.24GE比无线数据传输系统.北京广播学院学报，2005.12(3):32-3611孙宇.工业控制中可靠的专用无线数据传输的研究团.信息技术,2004,28(l):51-5212 冷亮,刘丹.基于zigBee的无线传感器网络.中国科技财富,2008,(07)13 郑相全.无线自组网技术实现教程=阅.北京:清华大学出版社,200414 张任,王坚锋.基于zigBee的无线传感器网络节点设计.机电工程,2008,(08)15 周洪，胡文山，张立明，卢亦众.智能家

13、居控制系统 M.北京:中国电力出版社,200616 金纯，罗祖秋等.ZigBee 技术基础及案例分析 M.国防工业出版社, 2008. 毕 业 论 文 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：课题研究要解决的问题：（1）完成基于ZigBee的无线传感器网络的组建；（2）完成电路设计；组网方案设计：组建一个完整的zigbee网状网络包括两个步骤：网络初始化、节点加入网络，其中节点加入网络又包括两个步骤：通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。网络初始化：Zigbee网络的建立是由网络协调器发起的，任何一个zigbee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求：1.节点是

14、FFD节点，具备zigbee协调器的能力；2.节点还没有与其他网络连接，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作为该网络的子节点，因为一个zigbee网络中有且只有一个网络协调器。为了建立连接，FFD节点需要向协调器提出请求，协调器接收到节点的连接请求后根据情况决定是否允许其连接，然后对请求连接的节点做出响应，节点与协调器建立连接后，才能实现数据的收发。当靠近协调器的FFD节点和协调器关联成功后，处于这个网络范围内的其他节点就以这些FFD节点作为父节点加入网络了，具体加入网络有两种方式，一种是通过关联（associate）方式，就是待加入的节点发起加入网络；另一种是直接（direct）方式，就

15、是待加入的节点具体加入到那个节点下，作为该节点的子节点。其中关联方式是zigbee网络中新节点加入网络的主要途径，在本节硬件设计过程中，基于无线监测监控网络系统中，主要内容是对协调器节点、路由器节点和终端节点的硬件分别做了设计。它们共同的特点是基于CC2430 芯片来设计的。CC2430 芯片可用作 ZigBee 网络系统协调器、ZigBee 网络系统路由器、ZigBee 网络系统终端设备。 毕 业 论 文 开 题 报 告指导教师意见： 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日附件：参考文献注释格式学术期刊 作者论文题目期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于3

16、人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰，胡征，景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国，谢去病，王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：中国高等科

17、学技术中心，1996：105图书 著者书名版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智，孙洪洲群论北京：北京大学出版社，1987101预印本 作者论文题目预印本编号（出版年份）例如：5Xiaofeng Guo and Jianwei QiuThe leading power corrections to the structure functionshepph/9810548(1998)学位论文 作者论文题目学士(或硕士、博士)学位论文. 出版地：出版者，出版年份例如：6 陈异. 纳米粒子形貌控制研究. 硕士学位论文. 北京：中国科学院, 2002电子文献 主要责任者. 电子文献题名电子文献的出处或可获地址. 发表或更新日期例如：7 王明亮. 关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展. 1998-08-16专利 专利所有者. 专利名称. 专利国别：专利号，日期.例如：8 姜锡洲.一种温热外敷药制备方案. 中国专利：881056073，1989-07-26.