项目的技术原理 Ggle e.docVIP

项目的技术原理 一、项目总体概述 本监控系统（IECS-WSN）采用先进的智能无线传感器网络技术作为设计基础，创新性的把传感器技术、嵌入式计算技术、无线网络通信技术、ZIGBEE协议技术综合应用于医药远程无线智能环境监控系统。解决了传统环境监控系统中的安装布网复杂，系统维护困难，系统可靠性不足，运行成本高等诸多问题。 ZIGBEE——Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 图 1.1 ZIGBEE网络拓扑图 无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)，无线传感器网络具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。 图 1.2 无线传感器网络节点的组成 基于无线传感器网络的医药远程无线智能环境监控系统结合ZIGBEE无线网络技术，利用成熟稳定的Internet网络，使用无线传感器网络进行温湿度实时远程环境监控，具有低成本、易实施，高可靠等优点，为医疗行业的规范统一，远程监管，实时监督，信息化管理提供最优质的系统服务。 Network Rooter Network Rooter Ref Node Internet zigbee Root Node 图 1.3 ZIGBEE远程监控网络结构图 在医药行业中，影响药品质量最主要的是药库的储存条件。众所周知，许多药品对储存温、湿度条件要求很高，像免疫球蛋白之类的药品，夏天温度一旦过高，很容易失效变质。为保证储存质量，医药单位一般都配有冷库或阴凉库，专门储存对温、湿度有严格要求的药品。在过去的药品质量安全监管中，对药品储存条件是否符合要求，总是鞭长莫及，力不从心，很难达到医药行业药品统一规范化的管理监督；另一方面传统的有线环境监控系统，安装部署繁琐、成本代价高、可维护性差。针对现有的医药行业状况及诸多系统缺陷，我们进行针对性的专业应用研发，创新性的把先进的无线传感器网络，zigbee协议技术，嵌入式计算技术融合在一起，具有低成本、易实施、高可靠的特性，为医药行业的监管提供先进、可靠、切实可用的系统服务。 基于医药行业加强质量体系监管的迫切需求，结合先进无线传感器网络技术，我们设计开发了医药远程无线智能环境监控系统。 二、项目技术原理 背景技术介绍 无线传感器网络是当前国际上备受关注的由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域,是信息感知和采集的一场革命,被认为是21世纪最重要的技术之一。所谓无线传感器网络是指由大量部署在作用区域内的. 具有无线通信与计算能力的微小传感器节点,通过自组织方式构成的能根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统。传感器网络的节点距离很短,一般采用多跳的无线通信方式进行通信。传感器网络可以在独立的环境下运行,也可以通过网关连接到Internet,从而真正实现“无处不在的计算”的理念。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景,可以应用在国防军事.工农业.环境监测.交通管理.医疗救护和救灾抢险等领域。 图1.4 无线传感器网络应用模型 ZigBee建立在802.15.4标准之上，它确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。IEEE　802.15.4是IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineer，电子电机学会）确定的低速率，无线个域网（personal area network）标准。这个标准定义了“实体层”（physical layer）和“介质访问层”（medium access layer）。 介质访问层（MAC）规范定义了在同一区域工作的多个802.15.4无线电信号如何共享空中通道。介质存取层支持的几种架构，包括星状拓扑结构（一个节点