本科毕业设计（论文）
基于ZigBee技术的无线传感网络信息平台构建技术研
究
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摘要
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，该协议拥有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本的特点。
通过对ZigBee协议的网状网络组网方案的研究分析，提出改进的组网方案，简化了原方案中入网的流程，减少协调器对节点加入的处理事件。
ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。ZigBee 网络中的设备可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。
使用IAR集成编译环境的程序编译及协议栈的编译学习，并在ZigBee开发板中烧录，仿真测试，最终实现无线点台灯及部分传感器模块的正常使用并在LCD及串口中有相应显示。
关键字组网，IAR编译，协议栈，无线点台灯
Abstract
ZigBee is based on IEEE802.15.4 standard low-power personal area network protocol, which has a close, low-complexity, self-organizing, low power, low data rate, low cost.
Through the study of networking solutions ZigBee mesh network protocol analysis, an improved networking solution that simplifies the process of the original network programs, reducing the coordinator to handle events added by point.
ZigBee is a low-speed short-range transmission of wireless network protocols. ZigBee protocol, respectively from the bottom to the physical layer (PHY), media access control layer (MAC), the transport layer (TL), the network layer (NWK), the application layer (APL) and the like. ZigBee devices in the network can be divided Coordinator (Coordinator), aggregation node (Router), sensor nodes (EndDevice), three roles.
IAR compiler environment using an integrated program to compile and study protocol stack to compile and burn ZigBee development board, simulation testing, and ultimately the normal use of wireless point lamp and part of the sensor module and a corresponding display on the LCD and serial port.
Keyword networking, IAR environment, protocol stacks, wireless point lamp
目录
摘要 ................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I V 第1章绪论.. (1)
1.1 课题背景 (1)
1.2 无线网络数据传输协议对比 (1)
1.3 ZigBee简介 (3)
1.3.1 ZigBee技术优势 (3)
1.3.2 ZigBee技术的应用领域 (4)
1.4 本课题研究内容及意义 (4)
1.4.1 课题研究内容 (4)
1.4.2 设计方案 (4)
1.4.3 课题研究意义 (5)
第2章ZigBee网络拓扑结构及节点分析与设计 (6)
2.1 ZigBee网络结构简要分析 (6)
2.2 ZigBee网络结构介绍 (6)
2.3 无线网络通信信道分析 (7)
2.4 ZigBee网络节点设计要求 (8)
第3章ZigBee硬件设计 (9)
3.1 ZigBee芯片选型 (9)
3.2 硬件整体设计 (10)
3.3 ZigBee CC2530核心板硬件资源 (12)
3.4 CC2530功能底板设计 ...................................................................................... I
3.5 CC DEBUGGER仿真器 (13)
3.6 开发平台分析与设计 (14)
3.6.1 功能特点................................................................................................... I
3.6.2 LCD12864 (15)
3.6.3 继电器 (18)
3.6.4 温度传感器DS18B20 .............................................................................. I
3.6.5 烟雾传感器 (20)
3.6.6 人体红外热释电传感器 (21)
第4章ZigBee协议栈编译及仿真 (22)
4.1 ZigBee协议栈 (22)
4.2 传感器模块仿真 ................................................................................................. I
4.2.1 温度传感器仿真 (24)
4.2.2 温湿度传感器仿真 (28)
4.2.3 烟雾传感器仿真 (29)
4.2.4 人体红外热释电传感器仿真 (29)
4.3 无线点灯 (30)
结论与展望 (33)
参考文献 (34)
致谢 (35)
第1章绪论
1.1课题背景
如果有一天，你一个人坐在电脑前，仅仅在自己屏幕前就能操控自己家里的电器，例如冰箱、洗衣机、空调等等，想想是不是有些不可思议，而这便是我们说的物联网时代！过去的很多年，涉及人们生活的各项通信技术得到了快速的发展，短距离无线通信技术也越来越成为我们生活中不可以缺少的一个部分。伴随着大量网络终端的产生，想要在短距离内实现很低成本和功耗的组网能力强的家庭自动化及，我们得寻找一个新的无线互联标准。
这些年来，无线传感快速的发展起来，在这期间也出现了多种无线网络数据传输协议标准，比如WiFi、Bluetooth，不同的协议标准相对应的是不同的应用领域，比如，Wireless USB主要用于视频数据的传输等，WiFi主要用于大量数据的传输。[1]随着时代发展，人们研究出了ZigBee这种技术，正好补上了短距离内无线通信应用研究领域的缺失。越来越多的人开始研究ZigBee协议，用不了多久，以ZigBee为根本研究出来的产品会引起时代的潮流，就会像现在的WiFi网络一样随处可见，和手机、网络、电脑一般，与我们的日常生活融为一体，为我们的生活带来诸多方便。
如今这个时代，正是物联网迅速发展进步的时候，ZigBee作为非常实用的无线技术，也正在高速有效的发展着，在这种情况下，已经出现的各种无线传感网络协议也越来越具有规范性，这些协议当中，ZigBee2007是目前物联网中使用人数最多、使用范围最广、推广最好的一种协议，现在我们用的最多的是SoC芯片CC2530，这是德州仪器公司推出的完全兼容该协议的芯片，目前环境下使用这种芯片的人也最多。德州仪器（TI）公司还有自己相关协议栈软件Z-stack，使用这款软件，CC2530的硬件的IAR软件资源便能很有效的开发出来，通过这个，我们便能组建自己的无线传感网络。本文将结合IAR 集成开发环境及ZigBee协议栈编写最终实现无线点灯等传感器仿真实验及研究。
1.2无线网络数据传输协议对比
当今社会中，Wireless USB、Bluetooth、WiFi、Cellular等协议使用都比较广泛，他们也具有自己不同的协议，所以，在选择网络协议时，我们会根据自己的网络来挑选自己要使用的相关协议。
ZigBee和以上的几个网络之间有什么联系呢？它的优点又有什么？
下图1-1展示了各种无线传输协议之间的对比
从图1-1中可以看到不同的无线数据传输协议在数据传输速率和传输距离有各自的使用范围和相互的关系。
蓝牙、ZigBee 和IEEE 802.11b 协议的工作的无线通信标准都是2.4GHz 频段无线通信标准。ZigBee 与蓝牙、IEEE 802.11b 协议的相互之间的联系：
● 蓝牙的传输速率低于3Mbps ，传输距离比较短，通常在2米至10米，生活中蓝
牙技术也通常使用在手机之间的小数据传输。
● IEEE 802.11b 的传输速度表较快，最高可达11Mbps ，通常的传输距离都可以达
到30米至100米， Internet 的无线接入技术就是通过IEEE 802.11b 技术提供的，我们通常使用的笔记本、手机和平板电脑等就是通过WiFi 来实现上网。
● ZigBee 就是一种短距离的无线传感网络，它主要用于传输控制数据，因为是控
制数据，所以相对来说，数据量比较小，比较使用于小型办公网络及智能家居的控制系统。
ZigBee 、蓝牙以及IEEE 802.11b 标准对比如表1-1、图1-2所示。
峰值数据传输速率
传输距离
传输音频数据
传输大量数据 传输视频数据
图 1-1各种无线数据传输协议对比图
所以，ZigBee的用途主要是在短距离的无线控制系统中，来传输传输少量的控制信息。比如，在智能化家居中，ZigBee可以用来传输控制床帘开合或者关闭信息。
1.3ZigBee简介
ZigBee技术是一种无线通信技术协议，它具有传播距离短、成本低、功耗低以及传输速率低得特点。ZigBee最终目标就是要建立一个像手机一样到处都有的传感网络，远程控制和自动控制领域中为最佳使用平台，同时也可以镶嵌到各种设备中或者单独使用。
1.3.1ZigBee技术优势
IEEE802.15.4和ZigBee从一出现就被设计用于构建节点的无线网络中。它的主要技术优势决定了它的这一属性。
1.功耗低：ZigBee技术拥有三种节约电量的模式，可以确保一节电池让其使用6
个月到两年的工作时间。而蓝牙只能工作几周周、WiFi只能工作几个小时。
2.成本较低：ZigBee数据传输速率低，网络协议比较简单，所以成本也比较低。
3.安全：ZigBee可以检查一个数据的完整性的功能，持有认证才能接入，它使用
的加密算法是AES-128加密算法。
4.有效范围小：ZigBee覆盖范围通常在10米至100米之间，目前增强版的也在
300米左右，不过对于小型办公网络及家庭来说，10米至100米是能够完全覆盖的。
1.3.2ZigBee技术的应用领域
ZigBee技术是基于小型无线网络来开发的通信协议标准，特别是ZigBee协议逐渐成熟，ZigBee技术在智能家居和工业、农业自动化方面有较大的应用前景。
在工业方面的控制使用中，ZigBee技术也是比较好的选择，选择相应的协调器节点收取传感器采集的数据，在ZigBee网络协议中来进行数据采集的发送和接收。
在智能化家居和商业楼宇自动化方面，将空调、电视、床帘控制器等通过ZigBee 技术来组成一个无线网络，通过一个遥控器就可以实现各种家电的控制，这种应用场所比现行的每个家电一个遥控器方便得多。
在农业方面，传统的农业中，人们沿袭了老习惯，使用的不具备通信能力并且单独的机械设备，仍然是人工检查农田的土质、作物的生长等，假如我们在这当中应用上ZigBee技术，便可以很容易地监控作物各个的生长阶段，使用ZigBee网络，我们便能在无线网络中传输传感器的数据。人们只需要坐在电脑屏幕面前，就能随时观测作物生长情况，这将给现代农业的发展带来很大帮助。
1.4本课题研究内容及意义
本课题创新性选取TI公司的SoC芯片CC2530,该芯片上集成了8051内核，通过在IAR编译环境的编译及烧录，最终实现无线点台灯，传感器监测数据信号数字化，能够更容易和准确的实现LCD和串口调试助手中实时显示。
1.4.1课题研究内容
本课题是研究实时监测烟雾、温度、红外热释电、光敏、温湿度等系统及通过协议栈的编译学习实现无线点台灯。
1.4.2设计方案
●对IAR集成开发环境及协议栈的学习及编译；进行基础实验并在开发板上仿真；
对LCD程序编译并使其能够点亮LCD并使LCD有相应的显示。
●通过IAR集成开发环境分别对相应传感器协议栈的编译及其仿真，成功后烧入
ZigBee开发板，并连接串口线，最终分别实现LCD和串口的双向显示的结果。
（烟雾传感器、温度传感器、红外热释电传感器、光敏传感器、温湿度传感器）
●通过IAR集成开发环境对协议栈的编译，写出点亮LED的程序，然后写出控制
继电器的程序，然后进行仿真，如果能够成功，则分别在功能板CC2530中烧
入控制端程序，在带有继电器的开发板模板中烧入接收端程序，通过这些步骤，
最终实现无线点台灯。
1.4.3课题研究意义
本课题进行一系列实验仿真，都为以后的智能化家居、智能农业检测等打下基础，使我们以后的生活更加简单方便快捷，坐在家里的沙发上，使用手中带液晶的遥控器控制所有灯的开断、明暗，床帘的打开与关闭，实时监测室内温湿度，电路插板的电源的通断等等，这一切都将变得简单智能化，为我们的生活提供便捷与舒适。
第2章ZigBee网络拓扑结构及节点分析与设计
2.1ZigBee网络结构简要分析
ZigBee技术的无线传感网络适用于具有网络节点点多、占地面积小、数据量较小，传输质量可靠、功耗低、成本低这些特点的环境，因此，在环境监测、无线抄表、智能家居、智能小区、工业控制等领域，很明显的有相对优势。同时，ZigBee技术的日渐成熟，由最开始的ZigBee1.0、ZigBee1.1到目前的ZigBee 2007，ZigBee协议的越来越规范化也需要硬件有更好的适配ZigBee协议。
2.2ZigBee网络结构介绍
ZigBee节点主要类别有三种，它们分别是路由器（Router）、协调器（Coodinator）以及终端（End Device）。一个完整的网络中至少需要一个协调器，且一个网络中只能有一个协调器，它的作用是负责每个节点地址的分配，组网方式千变万化。如图2-1所示。
图2-1 ZigBee网络拓扑结构
ZigBee的拓扑结构主要有如下几种，即星型网络、网状网络和簇状网络。不同的网络拓扑对应的应用领域是不一样的，在ZigBee无线网络中，不同的网络拓扑结构，对网络节点的配置要求也不一样。
其中，网络协调器节点的作用是新建并且维护一个无线网络，能够自动辨识设备并
让它们加入网络；路由器节点的作用是支撑网络链路结构，转发数据包；终端节点则负责了网络的接收数据和执行协调器发送来的数据，作用是采集数据和执行网络动作。因此，ZigBee 的网络节点需要同时完成感知、网络支持、网络协调的任务。
从功能上看的话，ZigBee 的网络节点由MCU 、无线收发模块、存储器、电源模块以及其他外设功能模块构成，如图2-2。
能，运算预处理cpu 实现数据，mac aes 加密技术，可以实现信息加密，无线模块则用来完成数据的传输和信息的控制。
2.3 无线网络通信信道分析
我们见到的“频段（Channel ）”便是无线网络通信信道，它是通过无线信号传输的数据信号传送通道。
各个国家都有自己的频段管理机构，我国的无线电频段管理机构称为中国无线电管理委员会，通常情况下，只有使用一些特定的无线电频段才需要得到无线电管理机构许可，其余的频段都是能够自由使用的。
ZigBee 也工作在ISM 频段内，它含有两个频段，2.4GHz 频段和896/915MHz 频带。
2.4GHz 频段是全球通用的ISM 频段，它拥有16个信道，通信信道的传输速率为250kbps 。
2.4ZigBee网络节点设计要求
●无线频段可选择性。无线频段需要一个比较好的网络传输速率，且整个网络抗
干扰能力较好。
●体积小，成本低，易于大规模网络节点。ZigBee需要布建网络节点多，且购买
的成本也不高，所以ZigBee网络节点有较高的性价比。
●功耗较低，且可以用电池供电。ZigBee的一个比较突出的特征就是功耗低，支
持三种省电模式使设备更加省电。
第3章ZigBee硬件设计
3.1ZigBee芯片选型
ZigBee协议网络节点硬件核心部分主要是微处理芯片。因为它具有无线收发模块，所以对ZigBee网络节点的建立和维护拥有重要作用，即要使ZigBee2007协议栈能够正常运行，就需要采集处理数据和保障无线收发数据功能。在网络节点硬件设计中，由于成本与是否可以操作等原因，设计方案也有所不同，本设计中，选用了集微处理器模块和无线收发模块于一体的单芯片结构方案。
本设计选用的是德州仪器公司的ZigBee芯片CC2530f256，它的工作频段是2.4GHz，满足IEEE802.15.4规范，是目前众多ZigBee设备产品中性能最出色的微处理器之一。
其主要性能如下：
●CC2530芯片内部已经集成了8051的内核，所以支持代码预取；256kflash程序
存储器，支持新版ZigBee2007编译协议栈方法；8k数据存储器；支持调试。
●供电区间在2V-3.6V，该芯片具有唤醒模式、睡眠模式即中断模式，这几种模式
可以有效的管理电源，该芯片的所有模块，都具有超低功耗这一特点。
●该芯片内含有多个通道的dma；mac定时器一个；定时器分别有一个十六位的
和两个八位的；该芯片还具有看门狗等智能外设；同时拥有一个复位按钮。
●应用范围包括家居自动化、2.4GHz IEEE802.15.4系统、工业测控以及低功耗
WSN（Wireless Sensor Network）等领域。
CC2530使用的单片机是一款完美兼容8051的内核，并且还支持IEEE 802.15.4协议的无线单片机。它具有小成本建立大网络节点的特点。ZigBee方面领先的RF收发器、增强工业标准的8051 MCU在CC2530芯片中都有，同时CC2530还具有可编程Flash 存储器，8-KB 随机存取存储器RAM及其许多其他强大功能，这些功能都位CC2530增加了可用性和便捷性。CC2530 具有4种不同flash版本，它们分别是CC2530F32/64/128/256，分别也具有32/64/128/256KB Flash存储器。CC2530极其适合需要超低功耗的系统，这由它的多种运行模式所保证。不同运行模式间的短的转换时间更加保证了他的低功率消耗。[2]
结合TI公司和联盟最高业内水平的ZigBee协议栈，CC2530F256提供了一个十分强大的解决方案，本文中所涉及的仿真都基于8051和CC2530F256的基础上进行。
3.2硬件整体设计
在网络节点平台中，借助CC2530以及它的外围模块，我们需要实现的功能主要有3个：使用a/d口控制传感器模块采集数据；控制无线RF模块实现收发数据；通过i/o 口控制相应主机。通过i/o口，传感器采集的数据也可与微处理器相连，通过RS232接口可实现网络节点与pc机通信[3]。外围电路如图所示。
图3-2硬件原理图
前面介绍过，CC2530芯片还集成了其他功能模块，它的外围电路也非常简洁。其中，主时钟晶振采用32MHz无缘晶振以及32.768时钟晶振；无线RF模块外围电路采用巴比伦的阻抗匹配网络，天线使用50欧2.0dBi负极天线。
通常情况下，采用输入电压为3.3V的稳压电压可更好的提高芯片内部电压精度，为了查看网络的组网连接状态，在硬件设计中加入了状态指示灯，统一使用LED3表示，用于指示组网、待机、退网等状态，方便观察。
设计的关键所在，是CC2530的ZigBee网络节点PCB设计，它同时具备数字电路与高频电路的特点。其原件布局紧凑、美观；在数字信号上的布线走线焊接很自然、平滑；CC2530的节点的接口采用德州仪器公司的标准接口，所以它的结构稳固且可靠。由于CC2530C是无线收发和微处理器于一体，所以极少的外围辅助电路就可使正常动作，所以PCB的设计要非常适合无线传感器网络应用。
3.3 ZigBee CC2530核心板硬件资源
CC2530核心板主要由CC2530单片机、天线接口晶振以及IO 扩展接口组成，如图3-3所示。它的特点是体积小、重量轻、采用标准的排针接口，能够直接使用在PC 板上。模块使用2.4G 全向天线，自动重连距离达110米。现在市面上还有增强型PA 版，自动重连距离可达400米至2000米。
图 3-3 CC2530核心板
3.4 CC2530功能底板设计
功能特点：
● 底板尺寸：7*5cm
● 串口通讯：自带USB 转串口功能（PL2303）
● 供电方式：方口USB 、DC2.1电源座（5v ）、7号锂电池（3.7V ）
● 功能接口：Debug 接口，完全兼容德州仪器标准仿真工具，引出全部IO 口，常
用的串口引脚以及5V/3.3V 引脚
● 功能按键：一个复位按键，一个S1、一个S2
● LED 指示灯：普通LED 、电源指示灯以及组网指示灯
● 模块支持：支持CC2530核心板，CC2530+PA （CC2591）核心板
3.5 CC DEBUGGER 仿真器
CC Debugger 主要用于IAR 在线调试下载，将在IAR 环境中编辑好的协议栈程序烧录到CC2530模块中，进行实验仿真。如图3-5所示。
图 3-4 CC2530功能底板
无线传感器网络结课论文 学号： 姓名： 学院：
目录 一.无线传感器网时间同步技术综述 (1) <一>引言 (1) <二>同步技术研究现状 (1) <三>时间同步算法 (2) 3.1泛洪时间同步协议 (2) 3.2 RBS 协议 (2) 3.3LTS协议 (3) <四>小结 (3) 二.基于无线传感器网络的环境监测系统 (3) <一>网络系统简介 (3) <二>网络系统结构 (3) 2.1总体结构 (3) 2.2传感器节点结构 (4) 2.3汇聚节点结构 (5) <三>应用无线传感器网络的意义 (6) 三．学习心得 (7) 四. 参考文献 (8)
一.无线传感器网时间同步技术综述 <一>引言 无线传感器网络( Wireless Sensors Network，WSN) 是一种在一定区域内投放大量的传感器节点，通过无线通信形成的一个单跳或多跳的自组织式的网络系统，它通常采集和处理监测区域中被感知目标的信息，并通过网络发送给主机端以提高人类对物理环境的远端监视和控制能力。无线传感网络技术在交通、国防、医学、农业等方面有着重要的运用。无线传感器网络由大量的节点构成，通常包括传感器节点、汇聚节点和任务管理节点。大量体积小、精度高的传感器节点随机部署在监测区域内，通过自组织的方式构成网络。传感器节点将监测到的数据传输给其它传感器节点，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达任务管理节点。用户则通过任务管理节点发布监测任务以及收集监测数据，对无线传感器网络进行管理。 无线传感器网络是许多领域里的关键技术之一，而时间同步则是无线传感器网络中的关键技术之一。简而言之，在检测与监视某对象的过程中，目标定位和追踪、协同数据处理、能量管理等都对物理时间的精确度都有着敏感的需求。因此，无线传感器网络的应用通常需要一个适应性比较好的时间同步服务，以保证数据的一致性和协调性。此外，数据融合、通信信道复用等也都需要时间同步的保障。所以，如何根据无线传感器网络的特点对物理时间进行同步是一个重要的问题。 目前，学术界和业界对无线传感器网络的时间同步技术进行了一定的研究，本章节描述了无线传感器网络时间同步技术的研究现状，对3种不同时间同步机制的经典算法进行分析和比较。 <二>同步技术研究现状 时间同步技术相对于计算机网络的相关技术而言尚为年轻，自从2002年学术会议Hot Nets上首次提出了时间同步这一研究课题后，到目前为止，无线传感器网络的时间同步技术也取得了一定进展，同时也开发出了多种极其有价值时间同步的算法。 目前，对于单跳网络的同步研究已趋于成熟，但由于同步误差的累积，导致单跳网络的同步技术难以扩展到多跳网络，使得多跳网络的同步技术研究较为薄弱。若再考虑节点的移动性，则会极大增加同步技术的研究难度。因此，无线传感器网络的时间同步技术还有很大的研究空间。
1 绪论 1.1 课题背景和研究意义 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术等多种先进技术。其主体是集成化微型传感器，这些微型传感器具有无线通信、数据采集和处理、协同合作的功能。无线传感器网络就是由成千上万的传感器节点通过自组织方式构成的网络，它通过这些传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端，使用户完全掌握监测区域的情况并做出反应[1]。 无线传感器网络的自组织性和容错能力使其不会因为某些节点在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃，所以传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境，包括监控我军兵力、装备和物资状态；监视冲突区域，侦察敌方地形和布防，定位攻击目标；评估损失，侦察和探测核、生物及化学攻击等。在战场上，铺设的传感器将采集相应的信息，并通过汇聚节点将数据送至数据处理中心，再转发到指挥部，最后融合来自各战场的数据，形成我军完备的战区态势图。也可以更隐蔽的方式近距离地观察敌方的布防，或直接将传感器节点撒向敌方阵地，在敌方还未来得及反应时迅速收集有利于作战的信息。在生物和化学战中，利用传感器网络，可及时、准确地探测爆炸中心，这会为我军提供宝贵的反应时间，从而最大可能地减小伤亡。 无线传感器网络是继因特网之后，将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT 热点技术。如果说因特网改变了人与人之间交流、沟通的方式，那么无线传感器网络则将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起，将改变人与自然交互的方式[2][3]。无线传感器网络是新兴的下一代传感器网络，最早的代表性论述出现在1999年，题为“传感器走向无线时代”。随后在美国的移动计算和网络国际会议上，提出了无线传感器网络是下一个世纪面临的发展机遇。2003年，美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时，无线传感器网络被列为第一项未来新兴技术。同年，美国《商业周刊》又在其“未来技术专版”中发表文章指出，传感器网络是全球未来四大高技术产业之一，将掀起新的的产业浪潮。美国《今日防务》杂志更认为无线传感器网络的应用和发展，将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变
无线传感网络关键技术及应用探析 1概述1.1无线传感网简介无线传感网络是集数据采集，信息传输，信息处理等多个技术为一体的综合智能信息系统。它融合了电子技术，计算机技术，无线通信技术，分布式信息处理等理论，能够实时监测并感知其覆盖区域中的环境以及各被监控对象的状态，而后将数据信息通过无线传输方式发送到到控制中心，供观察者进行处理。1.2无线传感网络的特点和传统网络通用的模式不同，WSN可以针对不同的应用，需要调整自身的配置，如节点密度，通信协议等，其主要特点如下。（1）节点能量受限。WSN 中的节点通常由电池供电，由于电池的容量一般不能维持节点正常工作时间过长，并且无线传感节点往往部署于野外环境中，无法及时充电或更换电池，当电池电量耗尽，节点也就随之失效。（2）节点处理能力受限。无线传感网络中的节点受体积和成本的影响，内存和处理器均不能和普通计算机相比，其处理程序和运算数据的能力也有限，这决定了无线传感网络的节点设计不能过于复杂。（3）WSN是一种自组织网络。传感器节点通过自组织分布形成WSN，网络大多数采用Adhoc方式进行配置，网络中的每个节点中同时充当主机和路由器的角色，具有路径寻址和维护功能。由于传感器节点自身的特点，网络拓扑结构经常发生变化，因此要求节点需要有维护动态路由的功能，以保证网络正常工作。（4）以数据为中心。在无线传感网络中，为了节省能量的消耗，要求在保证通信质量的前提下，尽可能的减少信息传输量，只需将用户关心的信息数据进行搜集传输，即WSN 是一种以数据为中心的网络。 2无线传感网络的关键技术2.1网络的自组织和自我管理WSN采用无线自组织方式进行组网，节点放入检测区域后，搜集被检测信息，并把这些信息发于邻接节点，并将其周围的链路连接信息发回给sink节点，sink节点把从所有信息进行汇总分析后，可得到网络的拓扑结构和传输路由等信息。 WSN的拓扑形式一般有三种：簇方式、平面结构、栈结构。三种结构各有利弊，需在具体的应用中灵活选取，当节点失效或加入新节点而导致网络拓扑变化较大时，需要能很快的适应这种变化，快速的使网络正常工作，即WSN需要良好的自适应性。
无线传感器网络技术试 题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一、填空题 1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议
17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑结构，下列哪种不是。D A．星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A．定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D A．能量优先 B.基于局部拓扑信息 C.以数据为中心 D预算相关 7.下面不是限制传感器网络有的条件C A电源能量有限 B通信能力受限 C环境受限 D计算和存储能力受限
中英文资料对照外文翻译 基于网络共享的无线传感网络设计 摘要：无线传感器网络是近年来的一种新兴发展技术，它在环境监测、农业和公众健康等方面有着广泛的应用。在发展中国家，无线传感器网络技术是一种常用的技术模型。由于无线传感网络的在线监测和高效率的网络传送，使其具有很大的发展前景，然而无线传感网络的发展仍然面临着很大的挑战。其主要挑战包括传感器的可携性、快速性。我们首先讨论了传感器网络的可行性然后描述在解决各种技术性挑战时传感器应产生的便携性。我们还讨论了关于孟加拉国和加利 尼亚州基于无线传感网络的水质的开发和监测。 关键词：无线传感网络、在线监测 1.简介 无线传感器网络，是计算机设备和传感器之间的桥梁，在公共卫生、环境和农业等领域发挥着巨大的作用。一个单一的设备应该有一个处理器，一个无线电和多个传感器。当这些设备在一个领域部署时，传感装置测量这一领域的特殊环境。然后将监测到的数据通过无线电进行传输，再由计算机进行数据分析。这样，无线传感器网络可以对环境中各种变化进行详细的观察。无线传感器网络是能够测量各种现象如在水中的污染物含量，水灌溉流量。比如，最近发生的污染涌流进中国松花江，而松花江又是饮用水的主要来源。通过测定水流量和速度，通过传感器对江水进行实时监测，就能够确定污染桶的数量和流动方向。 不幸的是，人们只是在资源相对丰富这个条件下做文章，无线传感器网络的潜力在很大程度上仍未开发，费用对无线传感器网络是几个主要障碍之一，阻止了其更广阔的发展前景。许多无线传感器网络组件正在趋于便宜化（例如有关计算能力的组件），而传感器本身仍是最昂贵的。正如在在文献[5]中所指出的，成功的技术依赖于
XX大学 计算机与电子信息学院 课程论文 （2011-2012学年第二学期） 课程名称：无线网络技术 论文名称： 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 2012 年 6 月 28 日
结合IT-Stack协议栈例程介绍Zigbee自组网 摘要：之前介绍了“基于Zigbee无线传感网络的校园火灾系统”的设计与实现，现在结合IT-Stack协议栈例程提供的一个传感例程来说下zigbee无线自组网络的设计与实现。简要阐述传感器网络节点的基本体系结构，介绍Zstack协议的工作机制和原理，以及各硬件节点的设计。 关键字：Zigbee IT-Stack 自组网 前言 随着半导体技术、通信技术和计算机技术的飞速发展，无线传感器网络的研究和应用正在世界各地蓬勃地展开，具有成本低、体积小、功耗低的ZigBee技术无疑成为无线传感器网络的首选技术之一。同时，ZigBee的特点也决定它是无线智能家居，自动抄表系统，无线防盗系统和环境监测等领域的理想解决方案幢。ZigBee联盟成立于2001年8月，目前其成员已经超过200余家。2004年12月，ZigBee联盟制定了ZigBee SpecificationVl．0，并于2006年11月推出了ZigBee—Pro Specification增强版。世界各知名芯片提供商如：TI、FreeScale等纷纷推出ZigBee芯片和各自的ZigBee协议栈。目前，国内外陆续出现了基于ZigBee技术的智能照明系统、自动抄表系统和无线防盗系统，并且正在形成产业化。ZigBee技术的研究具有深远的理论价值，ZigBce网络节点的设计及整体网络的实现具有广阔的工程应用前景。本文的ZigBee网络节点的设计及整体网络是基于FreeScale公司的ZigBee 解决方案来实现的。 1 相关概念介绍 1.1 无线传感网络 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN。大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。 因为节点的数量巨大，而且还处在随时变化的环境中，这就使它有着不同于普通传感器网络的独特“个性”。首先是无中心和自组网特性。在无线传感器网络中，所有节点的地位都是平等的，没有预先指定的中心，各节点通过分布式算法来相互协调，在无人值守的情况下，节点就能自动组织起一个测量网络。而正因为没有中心，网络便不会因为单个节点的脱离而受到损害。 1.2 Zigbee技术及Zstack协议 1.2.1Zigbee技术简介 ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协定，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体存取层与实体层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支援大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee协定层从下到上分别为实体层（PHY）、媒体存取层（MAC）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。网络装置的角色可分为ZigBeeCoordinator、ZigBeeRouter、ZigBeeEndDevice等三种。 1.2.2 Zigbee协议 ZigBee协议与其他网络通信协议一样采用了分层模型，对各层所实现的功能和在整个协议中所起的作用做出了明确的划分。ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。如下图所示。
目录 摘要 ......................................................................................... I Abstract ................................................................................... II 第一章前言 . (1) 1.1 研究目的和意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 研究内容 (1) 第二章无线传感器网络 (2) 2.1 无线传感器网络及其特点 (2) 2.2 无线传感器的拓扑结构 (3) 2.3 无线传感器网络的应用 (4) 第三章无线传感器网络通信协议概述 (6) 第四章路由协议 (8) 4.1路由协议的分类 (8) 4.2典型路由协议的比较 (13) 4.2路由协议下一步研究方向 (14) 第五章 MAC协议 (15) 5.1 MAC协议研究进展 (15) 5.2 MAC协议的主要问题 (15) 5.3 MAC协议的分类 (18) 5.4 MAC协议的分析和比较 (18) 5.5 MAC协议下一步研究方向 (27) 第六章总结和展望 (28) 致谢 ...............................................................错误！未定义书签。参考文献 (30)
摘要 随着无线通信技术、低功耗处理器和芯片集成工艺的飞速发展，无线传感器网络应运而生了。由于其成本低、适应性强，功能强大等特点，无线传感器网络（WSNs）在军事、环保、生产、医药和智能空间等领域都具有广阔的应用前景，其通信协议研究面临许多新的挑战。本文着重分析了路由协议和MAC协议两大网络协议的分类，并提出未来的研究方向。 关键词：无线传感器网络，通信协议，路由协议，MAC协议
佛山科学技术学院成人高等教育 毕业设计（论文）题目：计算机网络安全管理 摘要 计算机网络安全问题，直接关系到一个国家的政治、军事、经济等领域的安全和稳定。目前黑客猖獗，平均每18秒钟世界上就有一次黑客事件发生。因此，提高对网络安全重要性的认识，增强防范意识，强化防范措施，是保证信息产业持续稳定发展的重要保证和前提条件。 文中首先论述了信息网络安全内涵发生的根本变化，阐述了我国发展民族信息安全体系的重要性及建立有中国特色的网络安全体系的必要性，以及网络的安全管理。进一步阐述了
网络拓扑结构的安全设计，包括对网络拓扑结构的分析和对网络安全的浅析。然后具体讲述了网络防火墙安全技术的分类及其主要技术特征，防火墙部署原则，并从防火墙部署的位置详细阐述了防火墙的选择标准。同时就信息交换加密技术的分类及RSA算法作了简要的分析，论述了其安全体系的构成。最后分析网络安全技术的研究现状和动向。 关键词：网络安全；防火墙；安全技术 Computer Network Security MinJi-eng Abstract Abstract:The computer network security problem, directly relates to domain the and so on a national politics, military, economy security and the stability. At present the hacker is rampant, in the average every 18seconds worlds has a time of hacker attack to occur. Therefore, enhances to
无线传感器研究背景目的意义及现状与发展趋势 1 研究背景 随着无线技术的快速发展和日趋成熟，无线通信也发展到一定的阶段，其发展的技术越来越成熟，方向也越来越多，越来越重要，大量的应用方案开始采用无线技术进行数据采集和通信。 微机电系统和低功耗高集成数字设备的发展，使得低成本、低功耗、小体积的传感器节点得以实现。这样的节点配合各类型的传感器，可组成无线传感器网络（WSN）。无线传感网络是一种开创了新的应用领域的新兴概念和技术。广泛应用于战场监视、大规模环境监测和大区域内的目标追踪等领域。传感技术、传感网络已经被认定为最重要的研究之一。因为无线传感器网络节点一般采用电池供电，工作环境通常比较恶劣，而且数量大、更换非常困难，所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一，因此，它迫切需要对传统的嵌入式应用开发进行更新和改进，需要精心设计的软硬件系统，以使其可靠而耐用。 2003年,美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时,WSN被列为第一;美国《今日防务》杂志更认为WSN的应用和发展将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。可以预测,WSN是信息感知和采集的一场革命,是21世纪最重要的技术之一[2]。低功耗无线传感模块，便是组成无线传感网络的节点。此方面的研究由来已久，是计算机应用的扩展，采用了大规模集成电路和嵌入式技术，使用智能微处理器对采集到的信息进行处理和加工。现已广泛应用于社会建设的各个层面和人们的日常生活当中。但过去的研究有的只考虑低功耗而性能不高，有的性能高但是功耗太大。 因此，在无线传感技术应用如此广泛的今天，在保证无线传感模块性能的同时又能实现其低功耗具有一定的理论和现实意义。 2 研究目的及意义 2.1 研究目的 当前对于无线传感技术的研究仍然处在一个高速发展的阶段，低功耗就是其发展方向之一，而低功耗与高性能的结合实现还不完全。因此，为了更好的实现无线传感模块的功能，增加模块的可靠性和使用寿命，通过对无线传感节点的硬件功耗的分析，确定无线传感模块各单元的基本功率消耗，并进行相应比较，确定需重点降耗的单元，在此基础上结合当前对低功耗无线传感模块的研究，通过对比分析选择合适的芯片完成对低功耗无线传输模块的自主设计和制作。并辅助软件开发人员完成各子模块的驱动编写，实现低功耗无线传感模块的整体通信功能。
【参考】无线传感器网络论文 引言：无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是近年来得到迅速发展和普遍重视的新型网络技术，它的出现和发展对现代科学技术产生了极其深刻的影响，与传统的网络技术不同，无线传感器网络技术将是现代无线通信技术、微型传感器技术和网络技术有机的融为一体，已经是近几年来国内外研究的热点，引起了世界上许多国家军界、学术界和工业界的高度重视，其引用前景十分广阔 无线传感器网络的研究背景 传感器的定义根据国家标准GB7665-87是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律装换成可用信号期间或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示和控制等要求。它实现自动检测盒自动控制的首要环节。而近年来对传感器的要求越来越复杂，单个传感器已经基本不能满足日益增长的复杂要求。所以将多种传感器构建成网络已经成为研究的热点。传感器网络通常是由许多空间分布的装置组成的一种计算机网络，这些装置使用传感器监控不同位置的条件（比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物）。通常这些装置很小很便宜，以便可以大量制造和部署，因此它们的资源（能源、存储、计算速度和带宽）严重受限。每个装置都具备一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源（通常为电池）。这些装置互相帮助，将数据传输到一台监控计算机
传感器网络是由一组传感器以AdHoc方式构成的有线或无线网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。对于传统网络，大部分是以有限方式构建，这是因为有限方式的传输带宽，传输速度快，误码率低，购进啊简单等优点。但是这些优点对于传感器来说并不重要，这是因为传感器的数据传输率低，要求带宽窄，而误码率问题可以通过纠错与编码方式降低。所以，在无线传感器网络方面采用有限传感模式并不是最好的选择，我们注意到传感器是为了监控不同位置条件，比如温度、声音、振动、压力、运动的信息，所以其安装位置一般来说都是具有典型代表性的。特别对于一些特定环境中，例如古建筑，恶劣的污染环境，布线困难或者无法布线的情况，采用无线传感器网络较为合适。 由于传感器种类繁多，其数据特性也各不相同。所以构造一个万能的传感器网络技术上非常复杂，代价也很高。因此够哦早一些小的，灵活的子网络，再由这些子网络构造一个大的网络成为较为通用的做法。当前无线传输设备小型化，低功耗化，使得无线传感网络的构建成为可能
实习报告 实习目的与任务： 本次实习是研究基于S-MAC的无线传感器网络MAC协议的分析与优化。了解S-MAC协议及其相关应用方向和基本性能，以求对SMAC协议有一个全面的认识，为毕业的开展打下良好的认识基础和知识储备，并对该方向研究的可行性进行评估，以期在毕业设计时能够有的放矢，把握好方向。 实习单位： 河南理工大学 实习内容： 主要是在图书馆查询相关知识，二十多天的辛劳成果，现归纳如下： 无线传感器网络(WSN)技术是指将传感器技术、自动控制技术、数据网络传输、储存、处理与分析技术集成的现代信息技术(宫鹏, 2007)。WSN 由具备记忆能力的存储器、处理器、传感器、无线通讯和电池等硬件组成。在环境监测中应用WSN 是遥感技术的新的生长点。Whelan 等(2008)把无线传感器网络在环境监测中的应用称为大尺度遥感。在环境应用中, 无线传感器网络和有线网络结合被称为环境传感器网络或生态传感器网络(ESNs)(Rundel等, 2009)。对科学索引网(ISI Web of Science)搜索发现, 过去10 多年来, 有关无线传感器网络的论文急剧增多。1998－2001 年仅发表13 篇, 但是2002－2005 年成倍增长, 到2006－2007 年每年发表400 多篇, 2008 年发表587 篇。到2009 年6 月初, 已经发表290 余篇。《商业周刊》把WSN 技术做为21 世纪21 项最重要的技术之一(Evans 等, 2008)。WSN 的传感器一般与小型计算机和无线发送装置集于一体, 称作网络传感器节点。每个节点可以挂接机械的、热、生物、化学、光学和磁力传感器。一般置于观测对象的附近, 或与观测对象直接接触, 甚至埋于感兴趣观测对象中。获得关于观测对象的图像、声音、气味、震动等物理、化学、生物学特性。人们通过手机、因特网等无线通讯技术控制传感器开启或关闭, 获得各种数据, 对所获数据进行显示、储存或分析, 并通过网络传输到数据收集中心。它的发展及其广泛应用主要归因于传感器技术的微型化、智能化、廉价性和数据无线传输的可能性。网络传感器节点置于野外, 自己就能寻找附近的同类传感器网络节点, 实现相互间的网络通讯, 指令和数据传输, 并自动构建网络拓扑。其中之一不工作后, 节点间可以自动跳接到其
计算机网络技术毕业论文63033751 天津电子信息职业技术学院(软件学院) 毕业论文 题目湖南曙光电子信息学院局域网的组建 姓名郭奕杰 专业班级网络S09-4班 指导教师许晓华 完成时间 2012年6月 天津电子信息职业技术学院(软件学院)制 2012.6 摘要: 随着网络建设的逐步普及，大学高校局域网络的建设是高校向高水平、研究性大学跨进的必然选择，高校校园网网络系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为高校的发展、综合信息管理和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且，能够使教育、教学、科研三位一体，提高教育教学质量。而校园网网络建设中主要应用了网络技术中的重要分支局域网技术来建设与管理的，因此本毕业设计课题将主要以校园局域网络建设过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为校园网的建设提供理论依据和实践指导。高校校园网的网络建设与网络技术发展几乎是同步进行的。高校不仅承担着教书育人的工作，更承担着部分国家级的科研任务，同时考虑未来几年网络平台的发展趋势, 为了充分满足高校骨干网对高速，智能，安全，认证计费等的需求,可以利用万兆以太网的校园网组网技术。构建校园网骨干网，实现各个分校区和本部之间的连接，以及实现端到端的以太网访问，提高了传输的效率，有效地保证了远程多媒体教学、数字图书馆等业务的开展。
关键词: 校园网;网络设备;服务器;网络管理;网络安全 目录 一、引 言 ..................................................................... .. (1) (一) 背景及意 义 ..................................................................... ........ 1 (二) 目前校园网络现 状 (2) (三) 校园网建设的原 则 (2) 二、校园网需求分 析 ..................................................................... . (3) (一) 学校建筑现状分 析 (3) (二) 学校子网需求划 分 (4) (三) 学校VLAN需求划 分 ............................................................ 5 三、校园网络设备配 置 ..................................................................... (8)
无线传感器网络覆盖技术 谭慧婷15040024 1.覆盖技术理论基础 覆盖问题是无线传感器网络配置首先要面对的基本问题，它反映了一个无线传感器网络某区域被检测和跟踪的状况。现有的研究结果，很多都是致力于解决传感器网络的部署和检测以及覆盖与连接的关系等方面的问题。 覆盖问题可以表述成不同的理论模型，甚至在平面几何里就能找到相应的解决方案。即使简单地只从数学上来考虑，在部署传感器节点的时候，我们必须知道怎样用相同的节点数覆盖尽可能大的区域。 为了对网络的覆盖问题先有一个初步的认识，这里我们提出一个几何问题-艺术馆问题来理解。 假设艺术馆的主人想在场馆内放置监视器来防止盗窃。假定相机可以有360度的视角而且可以极大速度旋转，相机可以监视任何位置，视线不受影响。 关于实现这个想法存在两个问题需要回答：首先就是到底需要多少台相机；其次，这些相机应当放置在哪些地方才能保证馆内每个点至少被一台相机监视到。
一个简单的办法就是将多边形分成不重叠的三角形，每个三角形里面放置一个相机。通过这个方法，我们可以得到最佳分布应该如下图，放置两个相机相机足以覆盖整个艺术馆。 相机1 我们可以知道无线传感器网络的覆盖问题在本职上和上面的几何问题是一致的：需要知道是否某个区域被充分覆盖以及完全处于监视之下。 但我们也必须认识到，几何研究的结果为理解传感器覆盖问题提供了一个理论背景，但这样的求解办法是无法直接应用到无线传感器网络。 因为： 1. 监视器可以看到无穷远的地方只要没有障碍物阻挡，但是 传感器节点存在最大感应范围； 2. 无线传感器网路没有类似监视器之间固定的基础设施，其 拓扑结构可能随时变化。 2.覆盖的感知模型 在讨论节点如何布置之前，需要先知道传感器节点的感知模型。目前主要是两种。
无线传感器网络在各行各业广泛的应用价值论文 摘要:本文简述了无线传感器网络的定义、组成及特点，并结合其特点介绍了无线传感器网络在各行各业广泛的应用价值和未来发展前景以及目前存在的技术问题。 关键词:无线传感器网络；组成；应用；发展 科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络（WSN，wirelesssensornetworks）综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。 由于WSN的巨大应用价值，它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注，被广泛地应用于军事，工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域，是当前计算机网络研究的热点。 一、发展概述 早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。 无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国，
基于无线传感器的振动检测毕业论文目录 摘要........................................................... I Abstract....................................................... I I 目录........................................................ I II 1 绪论 (1) 1.1 选题意义 (1) 1.2 技术背景 (2) 1.3 本文工作 (2) 2 系统设计 (4) 2.1 需求分析 (4) 2.2 硬件结构 (5) 2.3 软件结构 (8) 2.4 功能流程 (16) 3 关键技术 (17) 3.1 振动数据采集 (17) 3.2 XMesh网络协议 (19) 3.3 数据处理 (22) 3.4 数据格式转换 (23) 4 测试 (25)
5 结论 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29) 1 绪论 1.1 选题意义 当代社会的工业生产中，设备的机械化，自动化，信息化，智能化程度都日新月异的发展和进步着。设备规模越来越大，结构越来越复杂，功能越来越多，性能越来越高；这极大地提高了生产效率，改变了人们的生活方式。同时这些设备一旦产生故障也将造成重大的经济损失，有时还会带来人员伤亡和严重的环境污染。 传统的维护方式是出了故障再修理或者定期检修，但是现代工业体系中的设备往往具备大型化，连续化，高速化，自动化的特性[1]。一旦产生故障就会使整条生产线停顿，甚至对生产设备造成严重损伤，由此带来的经济损失将是不可承受的。而传统的定期检测需要大量技术娴熟经验丰富的技术员，但是此种方式往往带来检修过剩及生产线的不必要停顿。这将给企业带来额外的损失和经济负担，同时此种方法并不能及时发现机械故障。因此基于传感器的即时
计算机科学与技术 毕业论文的设计 课题名称：学生宿舍局域网建设 专业： 班级： 姓名： 学号： 起迄日期： 指导教师：
学生宿舍局域网建设 摘要： 当今时代是一个以信息技术（Information Technology, 简称IT ）为代表的知识经济时代，各种先进的科学技术迅猛发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。以计算机技术和网络通信技术为代表的信息科技 改变着我们的生活，从手机通信到3G技术，从互联网普及到电子商务的广泛应用，而其中的计算机网络技术的发展更为迅速，从有线网络普及入户，到无线网络遍及生活中的各种场所，人们的生活已经离不开计算机网络，并且随着因特网的普及与发展，给我们的学习与生活带来极大的方便。 随着人们对于信息资源共享以及信息交流的迫切需求，促使网络技术快速发展。在人类信息文明的发展过程中，计算机网络的作用越来越明显。随着计算机网络管理功能的强化，计算机硬件技术和软件技术都与网络技术融合到一起。人们越来越意识到网络的重要性，通过网络，人们拉近了彼此之间的距离。本来分散在各处的计算机被网络紧紧的联系在了一起。计算机局域网作为网络的一个常见类型，发挥了不可忽视的作用。在这个局域网中，我们可以在它们之间共享程序、文档等各种资源。随着网络应用的发展计算机病毒形式及传播途径日趋多样化，安全问题日益复杂化，网络安全建设已不再像单台计算安全防护那样简单。计算机网络安全需要建立多层次的、立体的防护体系，要具备完善的管理系统来设置和维护对安全的防护策略。学生宿舍局域网作为学校中最小的网络个体， 文章将从网络组建、网络设置及网络安全等方面进行分析。 关键词：局域网、Internet 、计算机网络、网络安全
重庆航天职业技术 学院 实训报告 教师： 课程：无线传感网技术及应用 学号： 姓名： 班级：物联网 日期：2016/6/16
评阅页 课程设计题目: 温度采集DS18B20 同组成员： 学生自评：设计方案由讨论组完成，大家一起做硬件DS18B20温度显示，再由大家分工把报告完成。 指导教师评语: 成绩：指导老师签名： 2016年06月24
前言 ZigBee简介ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低速率、 低成本的无线通信技术，兼具经济、可靠、易于部署等优势，已成为无线传感器网络中最具潜力和研究价值的技术，在工业控制、环境监测、智能家居、医疗护理、安全预警、目标追踪等应用场合已展现出广阔的市场前景。 本设计利用TI公司CC2530单片机，采用DS18B20数字温度传感器，完成温度采集并通过液晶显示器显示测量温度值，测温电路简单，适合于-50~150摄氏度温度的测量。
目录 一、设计题目 (1) 二、硬件设计方案 (1) 2.1 CC2530芯片简介： (1) 2.2 芯片概述 (2) 三、CC2530模块说明 (2) 3.1 CPU 和内存 (2) 3.2 中断控制器 (2) 3.3外设 (3) 3.4 调试接口 (3) 3.5 无线设备 (3) 四、DS18B20 (4) 4.1 DS18B20工作原理 (4) 4.2 DS18B20的主要特性 (5) 五、软件设计方案 (5) 5.1 程序流程图 (5) 5.2 所需用到的部分C语言程序 (7) 5.3 实验过程及结果 (11) 六、总结 (13) 七、参考文献 (13)
一、设计题目 本次的设计题目要求是基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块等。其中温度采集模块所选用的是DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用液晶显示屏显示。 二、硬件设计方案 2.1 CC2530芯片简介： CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其它强大 的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。其引脚如图1.1所示。 图2.1 CC2530芯片
无线传感网络技术与发展趋势的分析 引言 无线网络传感技术给人们的生活创造了很多的乐趣，也为信息的有效、及时的传递起到一定的促进作用，人们越来越依赖无线传感网络技术为其生活带来的舒适和方便，无线网络传感技术越来越受到社会各界的广泛关注，下文主要讲述了无线传感网络技术的概念、无线传感网络技术的发展现状以及无线传感网络技术的应用和发展。 1无线传感网络技术的概念 1.1无线传感网络技术是最近一种新型的网络技术，而且它一出现，就受到了世界各个国家的广泛关注和赞誉，无线传感网络技术是集多项科学技术于一身，多种高难度的知识相互交叉产生的具有高科技的、比较热门的、前沿的技术。 1.2无线传感网络技术集中了嵌入式计算、无线通信技术、传感器、现代网络和分散式的信息处理等高科技，实现了人们无论在何时何地都能够接收到来自网络的比较真实可靠的大量的信息的愿望，无线传感网络技术真正体现了信息无处不在的理念。 1.3无线传感网络在产生之初就以一种势不可挡的气势横扫世界的各个领域，无线传感网络的发展前景备受世人的关注，其应用和发展必定给人们的工作和生活带来极大的影响，它的辉煌应用成就了它的无双的地位，无线传感网络技术应用于军事领域，成为军事领域比较关键的高科技技术，但是无线网络不仅应用在军事领域，它对世界各
个领域的影响也是不可小觑的。 2无线传感网络技术的发展现状 2.1无线传感网络技术很受大众的喜欢与它的高科技的发展是分不开的，而且许多国家也很重视它的发展，世界各国的工业界、高科技界和学术界对无线传感网络的发展展开了猛烈的攻势，希望可以通过靠科技技术的结合实现无线传感网络技术的进步，许多国家还将无线传感网络技术列入国家的重点研究技术，而且一些周刊和杂志对无线网络的评价也很高，认为无线传感网络技术是未来引领世界计算机进步的主要技术。 2.2无线传感网络技术在我国的发展还很缓慢，这主要是由于无线传感网络技术在我国出现的时间比较晚，无线传感网络技术在我国的研究方案中还处在初级阶段，与西方一些发达国家相比，存在严重的滞后性，我国在无线传感网络技术上的研究主要局限在仿真计算和网络协议等，在人们的生活和军事中的应用还很少，而且无线网络现在已经可以用来作环境监测，我国却没有将无线传感网络技术应用到实处。 2.3目前，中国的未来技术研究方向中有几项是专门针对无线传感网络技术进行直接论述的，而且在一些重大会议的决策里而，也将无线传感网络技术列为三大前沿信息技术，无线传感网络技术中的自发组织网络技术和智能感知技术都成为中国重点信息技术研究，无线传感网络技术在我国如此重视的情况下一定会有所成就，无线传感网络技术也成为社会信息技术发展的必然，在我国，信息技术领域广泛地
第一章无线传感器网络 1.1 研究背景与意义 在当代大多数信息技术领域中，作为基础的传感器技术取得了飞快的发展，在获取信息方面是一种很重要的方式。它作为基础知识出现在物联网等一些新兴概念中，随着现代传感器技术的发展，人们获取信息数据的技术的方式由过去单一化逐渐的朝微型化和网络的转变，带来了无线传感器网络的迅猛发展。 近年来，随着技术水平的大规模提高，无线传感器网络的应用条件越来越成熟，应用范围也越来越广。例如在环境监测中，可以用于监测大气成分、温度、湿度、亮度、压力、噪声等; 在医疗方面，在病人身上安置传感器，可以随时远程监控病人病情; 在工业控制中，许多大型设备需要监控关键部件的技术参数;在科学研究领域，传感器网络提供了一种新型的研究手段，可以应用在地震、火山活动过程、生态系统微观行为的观察等研究中;在军事领域，传感器网络可应用在战场监测及武器装备试验中，也可以用于对军用物资的管理; 传感器网络与农业结合，对农作物和环境进行监测，根据实际情况调整水分、肥料和杀虫剂的使用量，可以达到低耗费、低污染、高产出的目的;在交通控制领域，车辆若装有传感器，可以监测车辆位置、速度、道路状况和车辆密度等信息，有助于司机了解路况。此外，无线传感器网络在智能家居、智能办公环境等方而也大有用武之地。因此，无线传感器网络的研究与开发成为近年来信息领域的研究热点[1]。
1.2 无线传感器网络 1.2.1 无线传感器网络的基本概念 1．WSN 概述 无线传感器网络是由分布在一定范围内的大量传感器节点组成，各节点之间多以无线多跳无中心方式连接，并且能够协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内目标对象的信息，并将相应信息返回给观察者。 从上述定义可以看到，传感器、感知对象和观察者是传感器网络的 3 个基本要素；无线网络是传感器之间、传感器与观察者之间的通信方式，用于在传感器与观察者之间建立通信路径；协作地感知、采集、处理、发布感知信息是传感器网络的基本功能。一组功能有限的传感器协作地完成大的感知任务是传感器网络的重要特点。传感器网络中的部分或全部节点可以移动。传感器网络的拓扑结构也会随着节点的移动而不断地动态变化。节点间以 AdHoc 方式进行通信，每个节点都可以充当路由器的角色，并且每个节点都具备动态搜索、定位和恢复连接的能力。 传感器由电源、感知部件、嵌入式处理器、存储器、无线通信部件和软件这几部分构成，电源为传感器提供正常工作所必需的能源。感知部件用于感知、获取外界的信息，并将其转换为数字信号。处理部件负责协调节点各部分的工作，如对感知部件获取的信息进行必要的处理、保存，控制感知部件和电源的工作模式等。无线通信部件负责与其他传感器或观察者的通信。软件则为传感