关于ZigBee技术的感知粮仓系统研究.pdf

中文摘要 摘要 粮食是人类赖以生存的基本物质，是一种非常重要的战略资源。粮食安全始 终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大问题。粮食储藏 是粮食流通中的首要环节，确保储存粮食的数量与质量安全就显得格外的重要。 粮食的温度、湿度等参数是确保粮食安全存储的重要指标。因此提出了一种“感 知粮仓”的概念，即不需要人工作业，通过无线通信技术来实时准确地获知远处 粮库中储存粮食的质量情况，并及时采取处理措施。ZigBee技术是一种新型的短 距离、低功耗、低成本的无线通信技术，将ZigBee技术应用到感知粮仓系统中， 可以非常方便地进行粮库的管理。 本课题是根据某粮库发展无线监测系统的需求而研究和设计的，基于ZigBee 技术的感知粮仓系统的关键技术是如何采用ZigBee无线模块组建一个网络来对粮 仓系统进行监控和管理。 本文根据粮库监控的实际需要，对国内外的粮仓监控方法进行了调查分析。 然后对ZigBee技术特点、网络中数据传输模式、网络拓扑结构及其各层协议规范 进行了较为深入的研究。在此基础上，提出了基于ZigBee技术的感知粮仓系统的 设计思路，并结合具体的粮库分布状况设计了系统节点模块的分布位置。在对 CC2430芯片模块及其外围电路进行分析研究后，给出了无线通信模块的硬件设计 方法，包括CC2430芯片模块、电源模块和串行通信模块等等，并设计了CC2430 模块与传感器模块的接口电路以及传感器模块采集数据的程序流程。在硬件电路 的基础上，用通信模块搭建了一个树簇状拓扑结构的网络。对网络中协调器、路 由器和终端设备的工作过程进行了分析，并根据所要实现的功能进行了对应的软 件设计，然后对网络中的地址分配机制进行了研究，并结合实例给予说明。最后， 设计了一个粮库监控系统平台界面，对由节点模块组建的网络的性能进行了测试， 并对模块间的通讯距离进行了有无障碍物阻挡时的测量比较，为进一步及时准确 地执行粮库的监控和管理提供了坚实的基础。 关键词：粮仓监控；ZigBee技术；lEEE802．15．4标准；无线传感器网络 英文摘要 ABSTRACT Thefoodisthebasicmaterialforhuman isa survival，andveryimportantstrategic resource．Foodis the ofChina’Snationaleconomic safetyalwaysmajorglobalproblems andnational isthe development，socialstability independence．Foodstorageprimary linkinthe ensurethe offood and of circulation，to grain storage quantityquality is andother are securityparticularlyimportant．Graintemperature，humidityparameters indicatorstoensRrefood important storagesecurity．The conceptof’。perception doesnot manual ofwireless granary”isproposed，whichrequire operation,thequality communicationt