無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在文物保護(hù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的研究.pdf

1、本文利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的優(yōu)勢和特點，與文物保護(hù)應(yīng)用背景相結(jié)合，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在野外文物環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中。為文物保護(hù)提供了預(yù)防性保護(hù)措施以及為文物保護(hù)科研人員研究適合文物保存的環(huán)境因素提供了數(shù)據(jù)支持。
　　 在分析了野外文物應(yīng)用場景特點的基礎(chǔ)上，針對野外文物監(jiān)測系統(tǒng)所存在的問題，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗、低成本、易于組網(wǎng)等優(yōu)勢，提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的野外文物環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。在綜合考慮了當(dāng)前流行的無線通信技術(shù)后，選擇具有

2、數(shù)據(jù)吞吐量小、低功耗、網(wǎng)絡(luò)容量大等優(yōu)點的ZigBee技術(shù)作為系統(tǒng)的無線通信技術(shù)。
　　 采用TI公司的CC2530+傳感器設(shè)計并實現(xiàn)了系統(tǒng)的采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。系統(tǒng)主要由無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)和外圍網(wǎng)絡(luò)組成，其中無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要由多種傳感器節(jié)點和ZigBee網(wǎng)關(guān)節(jié)點組成，采用模塊化設(shè)計，方便系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和調(diào)試。傳感器節(jié)點主要負(fù)責(zé)采集文物所處的環(huán)境及振動等信息，可以對同一文物進(jìn)行多方面的監(jiān)測或者多個文物進(jìn)行單方面的監(jiān)測。通

3、過選擇合適的傳感器芯片以及合理的電路設(shè)計，使傳感器節(jié)點體積更小、功耗更低。ZigBee網(wǎng)關(guān)節(jié)點與傳感器節(jié)點通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，并通過外圍網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行通信。在軟件方面，本文在半開源協(xié)議棧Z-Stack的基礎(chǔ)上，對Z-Stack的架構(gòu)、系統(tǒng)組網(wǎng)做了深入研究，并對相關(guān)節(jié)點進(jìn)行了軟件設(shè)計。本系統(tǒng)可根據(jù)傳感器節(jié)點的分布情況實現(xiàn)星型和簇樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有自組織、自修復(fù)、節(jié)點動態(tài)添加和刪除的功能。
　　 本文的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能