基于ARM9的无线传感器网络设计

摘要

随着现代计算机技术、通信网络技术和嵌入式系统的发展，传统的生活模式将逐渐趋向于便携化、智能化。远程智能家居控制系统应运而生，它利用嵌入式WEB技术和网络通信技术将现场设备的运行状态传到WEB服务器，以便可以使用标准浏览器访问嵌入式服务器中的动态网页；无线技术的发展促使无线技术取代有线技术应用到远程监控中。因此本文设计了基于ZigBee自组网技术的远程无线家居照明控制系统，实现了用户通过WEB网络对LED灯进行控制。论文研究的主要内容如下：
　　（1）结合其他无线方案，阐述ZigBee协议在无线家居智能控制系统中的优势。
　　（2）对ZigBee协议各个层次进行分析研究并且在应用层进行了系统的设计，对系统的拓扑结构、网络配置、网络结构、节点绑定和数据传输进行了深入研究，对于ZigBee的三种终端和地址算法给出剖析，结合一般的家居环境，实现了星形网络并采用无线传感器自组网对LED照明节点进行控制。
　　（3）根据系统的要求，设计了ZigBee射频模块的PCB，以及微带天线部分；软件部分包括ZigBee协议的应用层和串口通信部分，以及各个节点间的通信部分。
　　（4）论文中以LED灯作为家用电器的代表，来进行温度和电压以及亮度的调整，设计LED驱动并且做出PCB版图，最后对驱动工作原理给予详细研究。
　　（5）为系统搭建平台，编写了bootloader、移植文件系统和内核，改写网络协议及其驱动。
　　（6）给WEBSERVER移植BOA服务器程序，通过远程web来动态访问本地的一些数据，并且给予远程控制。
　　（7）最后将给予系统测试，包括串口的测试，网络接口的测试，以及ZigBee协议的测试部分。
　　测试表明，传感器采集的数据可以通过ZigBee协议在各个节点中相互传递，传输速率达到250kbps，协调器可以通过串口将数据传到ARM9服务器，并且通过网络接口传输到远程网页。用户只需要在远程点击正确的web页面就可以对本地的环境和电器进行控制，真正实现了远程控制的目的，具有很大的使用价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 智能家居系统的发展趋势和现状研究

1.3 ZigBee协议的现状和发展

1.4 论文的主要研究内容

1.5 论文的任务及结构

第二章 智能家居控制系统的技术基础

2.1 家居智能控制技术的起源和发展

2.2 ZigBee技术介绍

2.3 ZigBee协议的拓扑和结构

2.4 本章小结

第三章 系统设计

3.1 系统设计总图

3.2 系统实现的功能

3.3 系统软件架构

3.4 网络硬件环境及结构

3.5 本章小结

第四章 无线网络的设计

4.1 ZigBee网络芯片介绍

4.2 ZigBee网络电路设计

4.3 ZigBee无线网络工作流程

4.4 ZigBee无线网络的测试

4.5 本章小结

第五章 家庭网关部分设计

5.1 网关系统介绍

5.2 WEB服务器BOA+CGI

5.3本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果