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基于ZIGBEE的嵌入式网络监测系统的研制

作　者: 慕玮杰
导　师: 孙自强; 李伟; 朱伟
学　校: 华东理工大学
专　业: 控制工程
关键词: ZigBee ARM9 嵌入式WEB服务器 DS18B20 远程监测
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

监测系统在工业环境中起着监测设备数据的重要作用,但随着时代的发展,传统的监测系统已经无法满足多样化的工业需求,许多企业已经开始运用新技术来研发新的监测系统以适应各种不同的工业环境。近些年无线传感器网络技术和嵌入式技术进入了发展快速通道,以嵌入式设备为核心,同时结合无线传感器网络技术的新型智能设备在工业和民用领域正在逐步推广,而嵌入式设备与网络技术的结合更是赋予了嵌入式设备更加灵活丰富的功能,成为了嵌入式设备新的发展趋势。本文以实际工业应用为背景,提出并设计开发了一种基于ARM9和ZIGBEE无线传感器网络技术的嵌入式网络监测系统方案。该系统结构由无线传感器网络和嵌入式WEB服务器两部分组成,具有实时数据采集、无线网络通信、WEB浏览器人机交互、实时数据查询等功能。本文以系统的无线设备层和信息处理层为核心,对其工作原理、硬件平台设计、软件程序开发及嵌入式软件移植应用等做了较为系统的研究。并且本文通过实验测试了系统各部分功能,结果表明该系统能够较为稳定的满足设计的功能需求。在本文结尾部分总结了本系统的设计开发工作,同时提出了后续改善要点。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究背景及意义  9
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  9-13
    1.2.1 无线传感器网络  9-11
    1.2.2 网络监测系统  11-12
    1.2.3 嵌入式WEB服务器  12-13
  1.3 论文结构安排  13-14
第2章系统整体设计方案  14-19
  2.1 系统概述  14
  2.2 系统体系结构  14-15
  2.3 系统模块选型及介绍  15-18
    2.3.1 系统无线设备层模块CC2530  15-16
    2.3.2 系统信息处理层ARM9模块  16-18
  2.4 本章小结  18-19
第3章系统的无线设备层软硬件设计  19-43
  3.1 ZIGBEE协议介绍  19-26
    3.1.1 物理层(PHY)规范  20-22
    3.1.2 媒体介质访问层(MAC)规范  22-23
    3.1.3 网络层(NWK)规范  23-25
    3.1.4 应用层(APL)规范  25-26
  3.2 系统无线设备层硬件及软件设计  26-29
    3.2.1 硬件平台开发  26-29
    3.2.2 软件平台开发设计  29
  3.3 Z-Stack协议栈  29-32
    3.3.1 Z-Stack文件目录  30-31
    3.3.2 操作系统抽象层(OSAL)运行机理  31-32
  3.4 无线设备层软件开发  32-42
    3.4.1 CC2530无线通信模块软件开发  32-38
    3.4.2 DS18B20温度传感器软件开发  38-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章系统信息处理层软件平台构建  43-57
  4.1 嵌入式WEB服务器概述  43
  4.2 嵌入式WEB服务器硬件设计  43-45
    4.2.1 S3C2440处理器概述  43-44
    4.2.2 TQ2440开发板资源  44-45
  4.3 Linux系统软件平台设计  45-55
    4.3.1 准备工作  46-47
    4.3.2 U-boot移植  47-49
    4.3.3 Linux内核移植  49-53
    4.3.4 构建Yaff2根文件系统  53-55
  4.4 本章小结  55-57
第5章系统嵌入式WEB服务器功能实现  57-66
  5.1 嵌入式WEB服务器选型  57-58
  5.2 服务器模型确立  58
  5.3 BOA WEB服务器工作流程分析及移植步骤  58-61
    5.3.1 服务器工作流程分析  58
    5.3.2 BOA服务器的移植  58-59
    5.3.3 移植cgic库  59-60
    5.3.4 boa服务器和cigc库的配置  60-61
  5.4 嵌入式数据库  61-63
    5.4.1 SQLite概述  62
    5.4.2 SQLite的移植  62-63
  5.5 系统测试及人机交互界面  63-65
  5.6 本章小结  65-66
第6章总结与展望  66-67
  6.1 系统总结  66
  6.2 工作展望  66-67
参考文献  67-72
致谢  72-73
攻读硕士期间发表的学术论文  73

基于ZIGBEE的嵌入式网络监测系统的研制

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