無線傳感器網絡的數字家園數據采集方法研究與設計.pdf

1、無線傳感器網絡是一個新興的領域，漸漸在工業(yè)方面、軍隊及學術方面受到較大的重視。這項技術包括了傳感器技術、無線通信、嵌入式及信號處理等多種技術，利用這些技術可以完成環(huán)境信號的采集及實時監(jiān)測并對信號進行處理，再將處理的結果返回給用戶，具有十分廣闊的應用前景。
　　由于人們在生活環(huán)境中對其方便、安全及舒適等方面的需求越來越高，數字家園系統(tǒng)應運而生。一般來說，這種系統(tǒng)由三層子系統(tǒng)構成：分別是社區(qū)智能化、小區(qū)智能化及家居智能化。而這套系統(tǒng)中

2、最重要的功能是對運行信息的獲取與處理，比如說：社區(qū)的安全報警問題；發(fā)生災害時的自動報警及對溫度、濕度、燈光等進行自動控制；家用電器的智能監(jiān)控等。所以說，類似于這些情況的處理，需要對居住環(huán)境中的各項設備運行情況進行信息獲取與處理是實現數字家園系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。
　　本文系統(tǒng)研究了無線傳感器網絡數據采集相關方法和理論，深入探討了在數字家園系統(tǒng)建設過程中各種問題的解決方法，以IEEE802.15.4 ZigBee協(xié)議為基礎，對協(xié)議棧的各個

3、層進行了細致的探討，鑒于本文系統(tǒng)是多跳的Mesh網絡，為此，主要研究了MAC層和網絡層的相關理論和方法。主要包括了以下工作：
　　1，設計了一個保障數據采集可靠性和實時性的MAC協(xié)議，該協(xié)議基于TDMA思想，并且融合了CSMA/CA的設計理念，形成了一個綜合性的、適合數字家園系統(tǒng)的可配置的數據傳輸協(xié)議，同時分析了MAC層的安全機制。
　　2，設計了一個基于查找樹的路由協(xié)議，闡述了該協(xié)議的設計原理，確定了下一跳節(jié)點的選擇策略，

4、能夠結合MAC協(xié)議來保障數據傳輸的可調度性、實時性和可靠性。
　　3，基于上述算法，設計并實現了數據采集的客戶端監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)從數據采集、路由查詢、數據傳輸和客戶端數據處理整個過程描述了系統(tǒng)的數據采集流程，實現了社區(qū)相關數據的實時采集和監(jiān)測。
　　4，搭建了系統(tǒng)的測試平臺，對數據采集的整體過程進行了測試與分析，最終的結果表明：本文設計的數據傳輸和路由查詢算法符合數字家園系統(tǒng)數據采集、傳輸處理的需求，滿足實際應用需要，達到了