基于ZigBee技术的无线环境监测网络的开发

无线传感器网络是由大量具有感知、计算和通信能力的微型传感器节点通过自组织方式构成的无线网络。它作为当今备受国际关注的一项前沿技术,被广泛应用于各种分布式采集领域。ZigBee(紫蜂)技术是一种2004年底才推出的无线通信技术,具有低成本、低功耗和低速率的特点,成为担当组织无线传感器网络重任的上佳选择。 本课题来源于大连精拓光电有限公司和大连理工大学合作研发项目,目标是基于ZigBee技术构建适用于环境监测领域的无线传感器网络。 本文在分析了无线传感器网络应用于环境监测领域的需求和ZigBee协议结构的基础上,设计了适用于环境监测的网络拓扑,构建了底层为若干传感器节点,中间层为数据汇聚节点,上层为计算机的多层网络结构。以Jennic公司的JN5121 ZigBee模块为核心搭建了网络硬件平台。最后对所构建的ZigBee无线环境监测网络进行软件开发:制定了网络的组网方法,使网络能够快速形成;设计网络节点间的通信方式和数据传输机制,实现了环境数据的协调采集和多跳上传;编写了网络动态管理程序,使传感器节点能自由加入或脱离网络。在计算机端,利用Visual C++6.0编写了串口驱动程序和SQLServer 2000数据库的访问程序,实现了数据的实时显示和数据库存储。 本文所构建的ZigBee无线环境监测网络支持临时安装,可自动组网,数据自动上传,监测点数量、位置可随时变化,实现了多节点、多参数的数据采集,弥补了现有监测手段设备复杂,在监测区域需大量布线、需建设大量基础设施,监测点位置不易变化,对突发事件无能为力等不足,为环境监测提供了一种新的方法。