基于Z-Stack协议栈的环境数据无线传输实验的递进式实现

基于Z-Stack协议栈的环境数据无线传输实验是《无线传感网络技术》课程的重要实践环节。通过做好两个前置实验:传感器实验(以温湿度传感器为例)和TI CC2530 Z-Stack协议栈IAR工程配置实验,为进一步实现基于Z-Stack协议栈的环境数据无线传输实验建立了基础。这种递进式的学习和实践方式,不仅符合循序渐进的学习规律,而且有利于培养本科生的工程实践技能和创新能力。

基于Z-Stack协议栈的井下无人车缺陷监测系统设计

在国内矿山数字化背景下,具备矿井巷道内点对点的自主路线规划、自动环境感知、跟车、错车、主动避障等技术特点的新能源无轨辅助运输设备应运而生。为实现各类无人矿车在矿井复杂恶劣环境下的平稳、安全、高效工作,设计了一种面向智慧矿山的井下无人车缺陷监测系统。该系统采用节点化设计,基于Z-Stack协议栈的无线通信将各节点无人矿车工作过程中的油门检测、雨刮响应、转向识别等动态参数实时返回给井上监测中心,并提供诊断日志查看、导出功能,实现了井下不依赖于5G基站的固定行车路线的无人驾驶车辆动态参数在线实时缺陷监测,有效避免了煤矿巷道环境内无人驾驶失效风险。

基于Z-Stack协议栈的ZigBee网络节能算法的研究

ZigBee技术是实现无线传感器网络的重要技术手段之一,其中,Z-Stack协议栈是TI公司推出的一种实现ZigBee技术的软件架构,已被广泛使用。以CC2530为硬件平台,Z-Stack协议栈为软件平台,通过对Z-Stack协议栈的分析研究,指出了现有的Z-Stack协议栈在实际应用条件下存在的功耗问题,提出了相应的节能算法:针对终端节点的功率优化调节算法和针对路由器节点的低功耗算法,并通过实验进行验证。实验结果表明,与原始的Z-Stack协议相比,本文提出的基于Z-Stack协议栈的节能算法可以有效地减少节点在工作过程中的能耗,从而提高网络的整体寿命。

基于Z-Stack协议栈的WSN能量管理策略

在分析基于ZigBee协议的Z-Stack1.4.3协议栈基础上,实现无线传感器网络(WSN)数据的自动周期获取,通过设置协议栈中休眠条件,不仅能最大限度地降低功耗,而且可以保证网络的同步性。构建一个簇树结构的低功耗ZigBee网络,设计具有网络数据、拓扑显示等功能的监控管理系统。应用结果表明,该系统能在低功耗下稳定地工作,完成环境数据监测。

基于Z-Stack协议栈的无线温湿度采集系统

基于Z-Stack协议栈,以CC2530射频收发芯片和DHT22数字温湿度传感器为核心,采用Zig Bee无线通信技术设计实现了无线温湿度采集监测系统,并在IAR环境下采用上位机软件以GUI的方式在终端直观地显示温湿度变化情况.主要阐述了系统结构设计、温湿度数据采集流程和图形化界面监测实现.实验表明,该系统实现温湿度数据的采集不但实时有效、可扩展性良好,而且具有极高的可靠性和卓越的稳定性.

基于Z-Stack协议栈的船舶机舱环境监测系统设计

为提高船舶机舱的安全性,针对传统有线监测方式存在布线困难、成本高和扩展性差的缺点,设计了一套基于Z-Stack协议栈的监测系统。该系统综合了Zigbee无线网络自行愈合、组网灵活和超低功耗的优点,以CC2530射频模块为基础组成网络节点,由传感器节点把测得的温湿度值、CO_(2)浓度和空气流速等参数经路由器或直接传递到协调器,最终传至上位机监控界面来实时显示、记录数值。试验结果表明,该系统具有功耗低、稳定性高、可开发性强等特点,满足机舱里监测实时性和数据精度的要求,同时对提高船舶自动化水平具有一定的参考和借鉴意义。

适合酒店应用的Z-Stack协议的研究与实现

应用先进的信息化、智能化技术来改变现有的酒店管理和经营方式,可以有效地解决现有酒店管理效率低,人工成本高等问题,而这些技术的应用都需要高效、安全的网络来支撑。本文根据Z-Stack协议的特点,以及在酒店对所使用的无线网络的特殊性及要求,在原有Z-Stack协议的基础上设计了专门用于酒店自动化的ZStack协议。论文从网络结构、固定地址处理、安全与加密以及低功耗等几个方面对所设计的协议进行了阐述,最后给出了所设计的Z-Stack协议在酒店门锁管理系统中的一个具体应用。本文提出的专用于酒店管理的ZStack协议不仅数据传输可靠性高、安全性高,并且成本低、功耗低,能有效提高酒店的经济效益,提升酒店的服务水平。

基于Z-Stack协议栈的ZigBee应用系统设计

Z-Stack协议栈是TI公司开发的半开源的协议栈,协议栈的源代码如介质访问控制层、网络层等部分对用户是不可见的。基于Z-Stack协议栈的Zig Bee应用系统的设计与一般程序设计的方法不同,它主要采用移植方法将这些不可见代码融入用户的项目中,而且不需要用户去关注这些代码的内容。用户只需根据自己设计的系统的功能去编写应用层代码即可。Z-Stack协议栈是一种基于事件驱动的轮询式操作系统,它的核心是事件的产生与事件的处理,因此用户编写的应用层源代码主要包括任务的初始化和用户事件的处理。

基于Z-Stack通信协议栈的红外地温采集电路设计

为适应气象现代化、智能化的发展需求,完善对不同下垫面地表温度的气象观测资料。设计了一种基于ZigBee通信应用软件Z-Stack协议栈的智能红外地表温度采集电路,该设计应用Z-Stack协议栈分层软件结构,协调调度软硬件在各层级之间的工作。设计将差分电压采集电路与单端电压采集电路相整合,通道0采用128倍增益差分测量目标温度,通道1单端1倍增益测量自身电阻值电压,用Stefan-Boltzmann方程修正传感器自身体温对目标温度的影响,使IRR-P红外传感器在-40℃~70℃可以获取较高的测量精度;并且能够实现对观测要素的数据采集、处理、存储等功能,设计测试结果表明:该设计能够实现对传感器信号的高精度采集与处理,提高了观测资料的准确性。

基于TI Z-STACK的智能小车调度系统设计

针对高职院校物联网应用技术专业实训问题,基于MCS-51及CC2430单片机、红外及超声波传感器,设计了一套基于TI Z-STACK协议栈的智能小车调度系统。分析了无线网的组建流程及软件实现方法。

基于ZigBee协议的无线气象监测系统设计与实现

传统气象监测系统中的通信组网方式有成本高、部署困难、监测节点相互独立等缺点。为改善这些不足,文章以无线通信协议ZigBee为基础,实现了一个自组织、低成本、低功耗的无线气象监测系统。文章对TI公司的开源ZigBee协议栈Z-Stack进行剖析和介绍,分析了其核心OSAL操作系统的运行流程,添加了自定义的气象监测应用,实现了气象数据的传输监控。

基于物联网技术的石化厂区环境在线监测系统

结合我国石油化工装置及生产规模等要素,基于物联网技术设计了一种低成本的在线实时环境监测系统,实现对石化厂区中的温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳、风向、风速及PM2.5等因子的自动监测和预警;并对化工厂的易燃易爆气体、有毒气体和粉尘进行实时在线监测分析,形成直观结果,使生产管理人员能够及时掌握有毒气体的实时动态信息,并直观观察其变化动态,及时排除可能引发危险事故的因素,将危险控制在始发阶段,以实现化工生产的安全、持续和高效进行。

智能家居自适应网络设计与实现

深入研究了Zigbee无线传感器网络关键技术,设计出一种基于Zigbee技术自适应智能家居系统.系统采用星型拓扑结构,CC2530通过自组织方式组成无线传感器网络,PXA270嵌入式处理器为硬件网关,移植Linux操作系统建立Web服务器boa,对TI公司Z-Stack协议栈进行二次开发实现各项功能,给出了系统网关、协调器、终端节点硬件原理图和软件流程图.经测试,系统工作稳定、响应速度快、数据丢包率低、扩展灵活.

基于ZigBee技术的交通信号灯辨识系统设计

为了解决复杂场景下交通灯信号的采集、辨识困难等问题,并能实现对交通灯信号的实时获取,提出了一种基于ZigBee技术的交通信号灯辨识系统;利用CC2530芯片和外围接口搭建系统硬件,使用Z-Stack协议栈编写系统底层软件部分,基于ATmega128L单片机构建语音转换模块;系统中所有的无线通信模块构成星形网络并实时传输交通灯信号;测试结果表明,该系统对复杂场景下的路口交通信号灯具有很高的识别准确率,能为驾驶者提供及时、准确的交通灯信息。

基于eMMC的64路无线数据存储系统设计

针对传统ZigBee无线传输系统在复杂区域多因素条件下监测困难、数据量小、仅适合短距离的问题,采用Z-stack协议栈,设计了一种基于eMMC的64路无线数据存储系统.选择CC2530芯片作为Z-stack通信标准的实现模块,其高抗干扰能力及高灵敏度解决了监测困难的问题,并且结合芯片的射频收发器与ZigBee的自组网特性可大幅度提升系统传输范围.系统通过模拟开关与ADC转换器实现64通道数据采集,以及通过FPGA完成对相应通道的数据编帧处理,并存储至eMMC存储器中,解决了传统无线传输系统数据量较小的问题.实验结果验证,系统能够实现在单路1Kbps采样率前提下的数据存储及准确收发.

远距离有源RFID系统

针对现有RFID系统中的不足,设计了一种基于ZigBee技术的有源RFID系统。阐述了有源RFID系统的硬件设计原理,分别给出了读写器和有源标签软件设计架构,并通过研究Z-Stack协议完成阅读器与有源标签之间的通信。采用TI公司的CC2591功率放大芯片,增大了读卡器与标签的通信距离。并通过增加休眠时间和减少通信流量完成了标签的低功耗设计。最终实现了远距离、多节点的有源RFID系统的设计。

广西山区茶园无线网络监测系统设计

针对广西山区茶园设计了依靠节点自组织特性自动构建零通信费的ZigBee无线网络监测系统,能够定时采集茶园的空气温湿度、土壤温湿度和光照等参数。该系统除协调器外全部使用路由节点,种植区按蜂窝状划分,每个路由监测节点均布置在蜂窝中心,有效提高了监测系统可靠性。在种植区与监控中心之间的非种植区设计了路由中继节点,用于接力传送茶园监测数据至监控中心内的协调器。节点硬件电路包括核心板与底板,核心板设计了CC2530与RFX2401射频功放,底板设计了传感器处理模块、电源模块及调试接口。深入分析了Z-stack协议栈基于事件处理的多任务构架下用户程序设计方法。完成了山区茶园基于ZigBee技术的无线监控网络设计,实现了茶叶种植区内空气温、湿度及土壤温、湿度,光照参数,CC2530供电电压和工作温度的周期采集和传输。通过实际运行,整个系统稳定可靠。

基于ZigBee技术的甘蔗土壤水分含量远程监测系统设计

为了便于监测甘蔗农田的土壤水分含量,利用无线传感器网络Zigbee技术,设计了一套甘蔗土壤水分远程监测系统。本系统由上位机程序、汇聚节点、路由节点和采集节点四部分组成。利用采集节点上的土壤水分传感器FDR-100实时采集农田信息,通过上位机管理软件储存和显示甘蔗农田中的土壤水分数据,为研究甘蔗的需水规律和甘蔗农田灌溉提供了重要的数据依据。经测试表明本监测系统具有安装简便、测量精度高等优点。

基于物联网技术的水产养殖环境监控系统设计

设计了一种基于Zig Bee无线传感器网络的水产养殖水质环境监控系统,主要由协调器模块、终端传感器节点模块、上位机系统和移动应用系统等部分组成。传感器终端节点选用TI公司的CC2530作为主处理器芯片,在Z-Stack协议栈的基础上组建无线监控网络。在上位机及移动终端上实现了水溶氧、水温、p H值等环境状态的监控功能。

泛在测控网络环境下基于SIP的WSN网关设计

针对泛在测控网络环境中构建远程分布式ZigBee无线测控系统的需要,设计一个嵌入式无线传感器网络网关;采用无线收发芯片CC2420和以太网控制芯片ENC28J60,配合微控制器MSP430搭建网关硬件平台;网关软件系统则以ZigBee协议栈Z-Stack的操作系统抽象层OSAL为核心进行扩展,整合嵌入式TCP/IP和oSIP协议栈以满足嵌入式系统硬件资源条件限制及任务实时性要求;应用测试结果表明,该网关能够实现水质监测站机房分布式ZigBee环境监测节点与Internet远程工作站的异构网络数据交换,且性能稳定可靠。