基于ZigBee无线传感器网络的实验室监控系统设计.pdfVIP

维普资讯 第33卷第9期 电 子 工 程 师 V0I．33No．9 2007年9月 ELECTRONIC ENGINEER Sep．2007 基于ZigBee无线传感器网络的实验室监控系统设计 盛希宁，顾济华 (苏州大学物理科学与技术学院，江苏省苏州市215006) 摘 要：探讨了ZigBee作为一种无线个人区域网络技术的特性，提 出了基于 ZigBee无线传感器 网络的实验室监控系统的设计。该设计能够实现实时可靠的数据传输，并具有 良好的弹性与可扩展 性，可以有效提升实验室环境的远程监控功能。此低功耗、低数据速率、低复杂度、低成本的网络构型 可以作为无线监控领域新的配置方案。 关键词：ZigBee；无线传感器网络 ；监控 ；CC2431；多传感器信息融合；网关 中图分类号：TP393．17 组成，如图1所示。物理层和媒体访 问控制层采用了 0 引 言 IEEE802．15．4标准。ZigBee联盟提供 了网络层、应 鉴于实验室传统的监控方案中监测点的有线接人 用层框架的设计，并制定了互操作性和兼容性测试的 过程繁琐、建置和维护成本较高、系统可扩展性和移动 规范。 性能差等缺点，本文提出了基于ZigBee无线传感器网 l 应用层 l 应用支持子层 络的实验室监控系统的设计。该系统能够实现实验室 安全性服务 ZigBee联盟 I 网络层 长期持续性的环境检测与实时监控一体化，并通过网 媒体访 问控制层 关与较完善的现有通信网络互联，将现场参数及警报 物理层 信息远程传输至监控中心的PC机或相关管理者所携 匦圆 圈 带的PDA(个人数字助理)等移动终端。管理者可由 此即时地掌握各监测点的环境状态，了解其是否受到 图1 ZigBee协议栈结构 良好的控制，以期在实验室环境出现异常时采取最佳 2 ZigBee网络 的行动策略。 新兴的近距离、低数据速率、低复杂度、低功耗、低 2．1 ZigBee网络的设备类型 成本和有着更小容量协议栈的ZigBee技术可以使微 ZigBee网络中的单个节点可以有3种逻辑设备类 型的传感器节点之间相互协调实现通信，是最适合构 型：ZC(ZigBee协调器)、ZR(ZigBee路 由器)和 ZED 建低速率无线传感器网络的标准之一。其特点是网络 (ZigBee终端设备)。 接人有很大的灵活性，经过合理布局，可以保证实验室 每个网络都必须包括一个 ZC。协调器的主要功 楼层 内不存在无线通信的盲区。 能是建立网络、传输网络信标、管理网络节点、存储网 络节点信息和路由信息等。 1 ZigBee技术 ZR既具有