基于ZigBee的无线传感器网络能耗监测系统的设计与实现.pdf

编号: 全日制研究生√
类
教育硕士
别
同等学力





硕士学位论文


题目:基于 ZigBee 的无线传感器网络能耗监测
系统的设计与实现


所在院系:科信软件学院
专业名称:计算机应用技术
指导教师:李航教授
研究生:赵楚
完成时间:2012 年 3 月

沈阳师范大学研究生处制
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基于 ZigBee 的无线传感器网络能耗监测
系统的设计与实现
中文摘要
无线传感器网络技术是在传感器技术、通信技术以及嵌入式技术发展后出现的一种新
型的网络技术。无线传感器网络(Wireless work)由多个微型传感器节点组成,
能够相互协作地感知、监测、采集和处理网络分布区域内的环境信息。无线传感器网络可
以部署在人类不易监测的地方,相对于有线网络来说具有不可比拟的优势。无线传感器网
络被称为 21 世纪较为重要的一项技术之一,它的出现引起了人们的广泛关注。本文设计
并实现了一种基于 ZigBee 的无线传感器网络能耗监测系统,ZigBee 是一种新兴的短距离
无线通信技术,相比其他 GPS/GSM,Bluetooth,Wifi 等无线网络技术具有可靠、低功耗、
低成本和高容错性等优点,且 ZigBee 技术更适用于无线传感器网络监测与控制。
本文的选题基于国家自然科学基金项目“无线传感器网络中基于时间序列相关性的低
能耗数据获取方法研究”,基于 ZigBee 的无线传感器网络能耗监测系统是无线传感器网络
能耗监测实验平台的基本组成部分,它主要包括运行在传感器节点上的能耗检测守护程
序,运行在网关节点的能耗监测程序和运行在主控端 PC 机上的主控端控制程序三部分。
本文基于 ZigBee 网络提出一种独立于无线传感器网络的分层能耗监测系统,系统通过传感
器节点、网络节点和主控端三级实现网络能耗的监测,与传统的能耗监测相比,这种方式
在不影响网络正常工作的情况下,客观的记录了网络的能耗信息。能耗检测守护程序位于
系统的最底层,2530 和 MSP430 设计并实现了可检测能耗数据的 ZigBee 网络节点,
程序主要负责传感器节点能耗的检测;能耗监测程序位于系统的中间层,负责节点能耗数
据的采集和传递,能耗监测程序运行于 Android 平台下的网关节点上,Android 平台是一个
智能化的开源平台,通过该平台可以轻松地完成数据存储和传递的工作;主控端 PC 机上
的主控程序位于系统的顶层,三层监测网络的搭建从主控端开始,主控端程序可同步整个
网络的能耗数据,还可对获得的数据进行分析、处理。
本文在上述内容的基础上,对能耗监测系统进行了详细设计并代码实现,本文三层能
耗监测网络的提出无疑给未来无线传感器网络能耗的监测创造了新思路。

关键词:三层监测,能耗监测,Android 2530
I
Design and Implement of Energy Consumption
Monitoring System on Wireless works
Based On ZigBee
Abstract
Wireless work technology is a new type work technology, which appears
after the sensor technology, munication technology and the embedded technology.
Wireless work posed of many micro sensor nodes, these nodes can cooperate to
perceive, monitor, collect and process the environment information of w