原创 无线传感网络环境监测系统研发方案

         无线传感器网络是部署在区域内的大量具有传感、计算和通信能力的传感器节点通过自组织方式构成的多跳无线网络，是无线通信、嵌入式计算和分布式数据处理等多领域技术的交叉融合。传感器节点通常包括处理器、存储器、传感器、无线通讯和电源等组件，能够同时进行数据的采集、处理以及无线传输，具有低功耗、小体积等优点。传感器节点之间分工协作，可实时感知、监测和采集分布区域内监测对象或周围环境的信息。

       ZigBee 基于IEEE 802.15.4 协议标准，是一种短距离、低速率的无线通信技术。ZigBee 采用了直接序列扩频技术，可以工作在868MHz、915MHz 或2.4GHz 频段。与其它无线通信技术相比，ZigBee 具有架构简单、成本低、可靠性高、组网能力强等特点，因此，ZigBee 非常适用于无线传感器网络。

系统的组成与原理：

        按照功能的不同，ZigBee 定义了3 种类型的设备，即终端设备、协调器和路由器。在系统中，终端设备就是传感器节点，节点随机部署在森林内，配置有低成本、低功耗的微处理器，可采集大气相对湿度、空气温度等环境监测参数。若干个相邻的传感器节点构成一个称为簇的自组织网络，簇中的传感器节点又可以分为簇首和普通节点。簇首是全功能设备，主要用于数据的融合及转发。簇首可以将所辖簇中普通节点采集到的数据发送到上层的协调器，也能将协调器接收到的信息在簇内进行广播；普通节点是精简功能设备，它只能与簇首通信，即把采集到的数据跳转至本簇的簇首。协调器的功能是建立网络，对网络进行管理和控制，并保存网络的一些基本信息；最终协调器将监测到的数据转发到网关，经过处理后，再由网关通过GPRS 网络将数据发送到监控中心。监控中心包括通信服务器和数据服务器，通信服务器与网关通过GPRS 网络进行数据交换，数据服务器保存接收到的森林环境数据，并且提供了数据的管理、查询和编辑等服务。

     ZigBee 网络主要有星状和网状2 种拓扑。星状拓扑结构简单、使用寿命长，但是网络覆盖有限，并且一旦簇首节点发生故障，整个簇与网络的连接都将中断。与星状拓扑相比，网状拓扑网络覆盖广、可靠性高，但是结构复杂、使用寿命短。通常情况下，森林地区地形复杂、气象多变、植被覆盖茂密，这些不利因素会缩短ZigBee 网络中传感器节点的有效通信距离，或者造成节点与协调器连接中断，导致数据丢失。为了提高ZigBee 网络的鲁棒性，避免数据丢失，系统采用星状-簇首-路由拓扑结构。这种分级的混合拓扑综合了以上星状和网状拓扑的优点，提高了网络的可靠性和灵活性。

                                 上述摘自《基于ZigBee无线传感器网络的森林环境监测系统》

  

     CC2530是TI 公司推出的最新一代ZigBee标准芯片，适用于2.4GHz、IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE应用。CC2530包括了极好性能的一流RF收发器，工业标准增强性8051 MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM以及许多其它功能强大的特性，可广泛应用在2.4-GHz IEEE 802.15.4 系统，RF4CE遥控制系统，ZigBee系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健。 

    

CC2530 与CC2430 对照

 

    无线龙感知RF2实验箱，以ZigBeeCC2530为核心的IEEE802.15.4/ZigBee网络，组建了一个覆盖大量传感器节点的短距离无线局域网络；在这个无线局域网中的传感器节点，可以智能的实现网络连接，高效灵活的网络内任一两点间数据传输。

    网关采用7寸液晶显示屏，集成WinCE6.0/LINUX/ANDRO三大操作系统，可更换ARM9/ARM11/ TI Cortex-A8等三种处理器；配备全速WIFI/蓝牙系统，RFID，加上100M以太网通讯接口，完美实现计算机数据处理中心远程控制和采集工业现场各种形形色色的无线传感器。 

    同时，开放硬件设计、软件设计、网络协议栈等设计资源，关键技术、核心通信协议以设计原理图、源代码方式提供，丰富的实验例程，为项目开发提供最便捷的道路！

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