基于Zigbee无线定位技术研究
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物联网简介及基于ZigBee的无线传感器网络摘要物联网,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是一个全新的技术领域,给IT和通信带来了广阔的新市场。
积极发展物联网技术,尽快扩展其应用领域,尽快使其投入到生产、生活中去,将具有重要意义。
ZigBee无线通信技术是一种新兴的短距离无线通信技术,具有低功耗、低速率、低时延等特性,具有强大的组网能力与超大的网络容量,可以广泛应用在消费电子品、家居与楼宇自动化、工业控制、医疗设备等领域。
由于其独有的特性,ZigBee无线技术也是无线传感器网络的首选技术,具有广阔的发展前景。
ZigBee协议标准采用开放系统接口(051)分层结构,其中物理层和媒体接入层由IEEE802.15.4工作小组制定,而网络层,安全层和应用框架层由ZigBee联盟制定。
本文首先从概念、技术架构、关键技术和应用领域介绍了物联网的相关知识,然后着重介绍了基于ZigBee的无线传感器网络,其中包括无线传感网简介、ZigBee技术概述和基于ZigBee的无线组网技术。
关键词:物联网;ZigBee;无线传感器网络物联网简介物联网概念“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。
其定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
最简洁明了的定义:物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
技术架构从技术架构上来看,物联网一般可分为三层:感知层、网络层和应用层。
感知层是物联网的皮肤和五官-用于识别物体,采集信息。
ZigBee技术-图文(6)安全:ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证,采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。
3应用实例编辑功能。
该产品采用高性能的工业级ZigBee方案,提供SMT与DIP接口,可直接连接TTL接口设备,实现数据透明传输功能;低功耗设计,最低功耗小于1mA;提供6路I/O,可实现数字量输入输出、脉冲输出;其中有3路I/O还可实现模拟量采集、脉冲计数等功能。
该产品已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业,如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。
zigbee组网模式应用设计1.采用高性能工业级ZigBee芯片2.低功耗设计,支持多级休眠和唤醒模式,最大限度降低功耗3.电源输入(DC2.0~3.6V)稳定可靠1.WDT看门狗设计,保证系统稳定2.提供TTL串行接口,SPI接口。
3.天线接口防雷保护(可选)标准易用1.采用2.0的SMA与DIP接口,特别适合于不同用户的应用需求。
2.提供TTL接口可直接连相同电压的TTL串口设备3.智能型数据模块,上电即可进入数据传输状态4.使用方便,灵活,多种工作模式选择5.方便的系统配置和维护接口6.支持串口软件升级和远程维护功能强大1.支持ZigBee无线短距离数据传输功能2.具备中继路由和终端设备功能3.支持点对点、点对多点、对等和Meh网络4.网络容量大:65000个节点5.节点类型灵活:中心节点、路由节点、终端节点可任意设置;6.发送模式灵活:广播发送或目标地址发送模式可选7.通信距离大ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。
[摘要]随着无线通信技术的快速发展,人们对于现代煤矿的生产要求也是越来越高,对此,就提出了一种基于ZigBee的短距离无线通信技术,并且将这种技术应用于矿井人员管理的系统。
ZigBee技术具有低功耗的特点,将这种技术应用在煤矿井下的无线传输系统中,利用光纤网络来是你先对数据的双向通信,还可以利用互联网来实现资源的共享。
有这种系统所组成的井下无线传感器网络能够实现对井下工作人员的定位跟踪管理,更为煤矿井下的安全生产提供了技术支持。
[关键词]ZigBee无线网络;人员管理;单片机;环网冗余基于ZigBee技术的煤矿井下作业人员定位管理系统的设计倪飞刘亚磊洪先锋(河南神火集团刘河煤矿,河南永城476600)科学技术的不断发展致使人们对矿业的安全身安全生产有了更高的要求。
所以,开发出一种新型的矿井人员管理系统,从而实现对井下工作人员的实时跟踪,这样地面管理人员对于井下的工作人员就不存在视觉的盲区,对矿井的灾害意识也能够进一步加强,井下一旦发生安全事故,也能够快速的作出反应,做好应急准备。
对于国内研究者所提出的在矿井人员管理系统的基础上所设计的基于ZigBee技术的矿井人员管理系统已经能够在日常生产中使用,这种系统是采用了国际上比较先进的ZigBee射频技术,能够对井下的各种存在的信息进行无线传输,利用光纤环网冗余技术,将矿井下的每个区域工作人员的动态及时准确的反映给地面的计算机,让煤矿管理人员能够对随时对井下作业人员的动态进行了解。
若是有事故发生,那么就乐意立即从监测计算机中查询到具体事故发生的位置以及被困人员的数量以及位置分布情况,为救援工作提供了良好的科学依据,节省了搜索的时间,救援工作开展的更加顺利。
一、ZigBee 技术及光纤环网冗余技术简介(一)ZigBee技术ZigBee技术是一种双向无线网络通信技术,具有结构简单、近距离、低功耗、低速率、低成本、高可靠性的优点,被称为IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。
基于ZigBee网络的井下人员定位系统设计中期报告一、选题背景随着现代煤炭开采技术的发展,井下采煤作业人员的安全问题受到了广泛关注。
为了确保井下人员的安全,需要实时监测井下人员的位置并及时预警。
因此,设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统具有重要意义。
二、选题意义1. 提高井下采煤安全性能采煤作业的特殊性使其往往存在一定的危险性。
通过实时监测井下人员的位置,及时预警可有效提高井下采煤的安全性能,保障人员生命安全。
2. 提高采煤作业效率通过井下人员定位系统可以了解到井下人员的位置情况,及时进行指导、调度,提高采煤作业的效率,降低成本。
3. 推动煤炭行业的信息化进程井下人员定位系统是一个典型的嵌入式系统,涉及到了无线通信等多个领域的知识。
通过该项目的研发,推动了煤炭行业信息化的进程,增强了企业的竞争力。
三、预期目标本项目的主要目标是设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统,可实现对井下人员的定位、监测、预警,提高井下采煤的安全性能和作业效率。
具体的预期目标如下:1. 设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统,能够实现井下人员的定位、监测、预警。
2. 开发系统的硬件和软件,并进行系统测试和参数优化。
3. 针对煤炭行业的特殊需求,进行系统的改进和升级,满足客户的定制化需求。
四、研究方法本项目的研究方法包括调研、需求分析、系统设计、开发、测试、参数优化等多个环节。
1. 调研:收集国内外井下人员定位系统的相关信息,分析市场需求、技术瓶颈等因素。
2. 需求分析:对井下人员定位系统的功能进行分析,确定系统的需求和功能模块。
3. 系统设计:设计系统的硬件和软件模块,并实现不同模块之间的交互。
4. 开发:编写软件程序,制作硬件模块,并进行系统的组装和调试。
5. 测试:进行系统的功能测试、稳定性测试、安全测试等多个测试环节。
6. 参数优化:根据测试结果,进行系统的参数优化,使其达到最优状态。
五、进度安排1. 项目立项与需求分析 2022.1-2022.22. 系统设计与方案确认 2022.3-2022.43. 系统开发与测试 2022.5-2022.114. 系统调试与优化 2022.12-2023.15. 撰写项目结题报告 2023.2-2023.3六、参考文献1. 基于ZigBee技术的人员定位系统设计和实现,张三等,2017年。
基于Zigbee无线定位技术研究 0 基于ZigBee的无线定位技术研究 摘要: 随着现代通信技术和无线网络的快速发展,人
们对定位与导航的需求日益增大,尤其在复杂的室内环境,但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,比较完善的封闭空间定位技术目前还无法很好地利用。本文的重点就在于设计并实现了一种低成本、实用的无线传感器定位系统。 本论文主要研究了基于ZigBee网络的室内无线定位技术,它包括硬件平台、节点通信程序和上位机监测软件三部分。本文详细介绍了三部分的实现。其中,硬件平台以集成了射频与51微控制器的CC2430芯片为核心,该平台包括射频模块、辅助电路、功能指示电路等。 论文最后对定位系统进行了实际测试。测试表明:本系统达到了设计要求,是一个低成本、易实现的系统。
关键词: ZigBee 无线定位 CC2430 Z-STACK 5
The Research Wireless localization Based on ZigBee Teacher:liu zhi (Changchun university of science and technology of electronic information engineering institute,060412225 wang meng)
Abstract: With the rapid development of modern
communication technology and wireless network,people's demand for positioning and navigation is increasing. Especially in complex indoor environments, but as the limitation of 5
positioning time, positioning accuracy as well as the complexity of the indoor environment conditions, well-positioning technology is still unable to be used in an encloseure space. The combination of ZigBee technology and localization is one of the key researches. This paper, aiming at ZigBee network, investigates the indoor wireless location techniques and implements a real-time localization system. This paper achieves a localization system. three parts are included. They are hardware platform, communication program of nodes and PC monitor software. The achievement of every part is clear introduced in this paper. The core of hardware platform is CC2430 which is integrated by RF and 51 MCU, the localization nodes are designed and made. It includes RF module, auxiliary module and function indication circuits. In the end, practical test is implemented. This system is confirmed to be a good one, it is a 5
low cost and easy achieved system. Keywords: ZigBee Wireless localization CC2430 Z-STACK
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 5
使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名: 日 期: 5
学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。
作者签名: 日期: 年 月 日 导师签名: 日期: 年 月 日 5
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人代写 2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画 3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印 4)图表应绘制于无格子的页面上 5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档 5.装订顺序 1)设计(论文) 2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订 5
引 言 ..................................................................... 1 第一章 绪 论 ..................................................... 2 1.1 课题研究背景与意义 .......................... 2 1.2 基于测距的定位技术介绍 .................. 2 1.3 国内外研究现状.................................... 3 1.4 无线定位系统未来发展趋势 ................ 3 第二章 ZigBee技术概述................................... 5 2.1 ZigBee简介 .......................................... 5 2.2 ZigBee网络的构成 .............................. 5 2.2.1星状网络拓扑 ............................. 6 2.2.2对等网络拓扑 ............................. 7 2.3 ZigBee协议的研究 .............................. 8 2.4 ZigBee技术应用前景 .......................... 8 第三章 基于ZigBee技术定位系统的设计 .. 10 3.1 ZigBee定位技术的介绍..................... 10 3.2 系统所采用的算法介绍 .................. 11 3.2.1 基于RSSI测距算法 .............. 11 3.2.2三边测量法............................... 11 3.3 系统硬件设计.................................... 12 3.3.1硬件总体规划 ........................... 12 3.3.2无线通信芯片CC2430 .............. 12