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基于ZigBee的社区安防系统设计与研究

作　者: 徐博
导　师: 王涛
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 物联网报警监控信息融合网络拓扑 ZigBee 无线传感网络节点
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

物联网社区安防系统主要通过应用ZigBee技术，组建无线传感网络，实现对社区安防监控区域的所有目标的实时监控，并在上位机软件上实时显示监控区域的传感数据信息和报警提示。本文以ZigBee技术的发展为契机，研究了一种智能安防监控系统的设计思想和实现方法。分析研究了安防系统的技术构成，并研发了组成安防体系的系统设备。论文对ZigBee技术特点及应用领域进行了综合分析，对ZigBee标准的物理层、MAC层、网络层和应用层的主要功能进行了深入研究，重点阐述了ZigBee标准中定义的随机地址分配机制和路由算法。本论文实现了一个无线网状网络智能安防监控系统，它包括节点硬件平台、网络软件平台和上位机显示平台，其中硬件电路设计以射频芯片CC2530为核心，设计并制作了终端传感节点、路由节点、协调器节点的控制板。网络软件的开发以Z-Stack协议栈为基础，进行了从终端节点到协调器节点的整个网络的组建。上位机软件采用物联网平台软件IOT Explorer进行二次开发构成了安防监控系统演示页面。论文最后对整个系统进行了测试，并达到了预期的设计要求，实现了自组织、自愈路由功能，并有较高的可靠性，论文最后对物联网技术对安防领域的应用发展做出了展望。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-14
  §1-1 课题的研究背景和意义  8
  §1-2 国内外研究现状  8-9
  §1-3 安防系统组网技术的分析研究  9-12
    1-3-1 组网方式的选取  9-10
    1-3-2 无线组网技术的分析  10-11
    1-3-3 组网方案的确定  11-12
  §1-4 本文的研究内容和结构安排  12-14
第二章社区安防系统总体方案研究  14-22
  §2-1 系统功能要求  14-15
  §2-2 系统的可行性研究  15-20
    2-2-1 ZigBee射频模块数据传输距离的算法研究  16-18
    2-2-2 安防系统网络架构研究  18-19
    2-2-3 基于人体运动检测的定位方法研究  19-20
  §2-3 系统的设计要点  20-21
  §2-4 本章小结  21-22
第三章基于ZigBee无线传感网络的硬件设计  22-37
  §3-1 基于CC2530 的射频收发模块的设计  22-24
  §3-2 路由节点/协调网关节点控制板的设计  24-26
  §3-3 终端传感节点的设计  26-35
    3-3-1 热释电人体感应节点  26-30
    3-3-2 红外对射防越界节点  30-32
    3-3-3 3D加速度传感节点  32-35
  §3-4节点硬件设计制作的主要问题  35-36
  §3-5 本章小结  36-37
第四章基于ZigBee无线传感网络的软件设计  37-52
  §4-1 Z-STACK协议栈研究  37-40
  §4-2 ZigBee网络节点组网研究  40-44
    4-2-1 ZigBee网络设备地址的分配机制研究  41-43
    4-2-2 基于降低能量消耗的路由算法研究  43-44
    4-2-3 网络安全研究  44
  §4-3 基于Z-Stack的网络节点程序设计  44-48
    4-3-1 协调器网关节点的程序设计  45
    4-3-2 路由节点的程序设计  45-46
    4-3-3 终端子节点的程序设计  46-48
  §4-4 传感器数据与节点地址信息的融合研究  48-50
  §4-5 上位机软件开发研究  50-51
  §4-6 本章小结  51-52
第五章安防系统的实验与测试研究  52-60
  §5-1 ZigBee网络自愈功能及传输距离测试  52-55
  §5-2 安防监控系统实验研究  55-59
    5-2-1 红外热释电人体感应节点测试  56-57
    5-2-2 3D加速度传感节点测试  57-58
    5-2-3 红外对射防越界节点测试  58-59
  §5-3 本章小结  59-60
第六章总结与展望  60-61
  §6-1 总结  60
  §6-2 展望  60-61
参考文献  61-63
致谢  63

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