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doi:10.3969/j.issn.1671-1041.2010.02.020
用于贵重物品监测的双向微型感应器设计
张君,陆昊,何施晶,任姝
(上海理エ大学光电信息与计算机工程学院电子信息工程系,上海200093)
摘要:本文介绍了一种基于 Zigbee技术监控贵物品的感应装置。(OSI)参考模式,但仅对涉及 Zigbee I的层给予定义。 Zigbee协
首先对 zigbee的设备类型,组网结枃作了详细介绍。然后采用Max议由底向上分为):物理层、介质访问控制子层、网络层、应用
stream公司的Xbe/bee作为通信模块设计感应器终端,最后对终端
层。IEEE802.15.42003标准定义了物理层(PHY)和介质访
设备的通信格式及软件流程作了分析。测试证明,凭借 zigbee技术的
组网忧势,该防盗装置隐蔽性好,可靠性高,能够实现双向通信、多路监
问控制子层(MAC),其中MAC层能支持多种IC标准.通过
控,有很好的应用前景。
SSCS(业务相关的会聚子层协议),承载IEE802.2类型I的
LC标准,且允许其他ILC标准直接使IEEE802.15.4的MAC
关键词: Zigbee;Xbe模块;双向通信;多路监控
层服务; Zigbee I联盟提供了 Zigbee I协议的网络层(NWK)和应
中图分类号:TP277文献标识码:A
用层(APL)框架设计。
ign of bi-directional micro-sensor for
2 Zigbee网络拓扑结构及设备类型
monitoring valuables
Zigbee无线传感器网络中有种拓扑结构和二种物理设
备6:星形结构(Star)、簇状结构( Cluster tree)和网状结构
ZHANG Jun, IU Ha0, HE Shi-jing, REN Shu
(Mesh);二种物理设备包括具有完全功能的设备(FD)、仅具
Department of Optical-electrical and Computer
Engineering, University of Shanghai for Science
有简单功能的设备(RFD)。FFD可以用作 Zigbee网络的协调
and Technology, Shanghai 200093, China)
器、路由器和终端设备。RFD只能用于终端设备。网络协调
器主要完成网络初始化及网络的拓扑更新,传输网络信标、管
describes a sensor device for monitoring valua理网络节点及存储网络节点信息,提供关联节点之间的路由
es based on- Igbee. Firstly,, it introduces the type? equipmen,信息,存储节点数据设备等。路由器主要实现发送、接收和路
topology structure of zigbee network, then details the process of de-
signing sensor terminals using Xbee model provided by Maxstream. in
由数据,终端设备只能接收或者发送数据。
the end, analysises the format of communication, software process
该微型监控感应装置基于线传感器网络。星型网络由
terminals. The test indica, ith WSN ' s advantage, the device个主协湖器以及多个终端设备构成,主协调器果用FD,从设
is security, high reliability and is able to achieve two-way communica
备采用RFD,星型拓扑结构如图1所示。
tion, The device has a bright application prospects
Key words: Zigbee; Xbee model bi-directional; multiple monitoring
引言
随着通信技术微电子技术的发展,人们对贵重物品的监
控提出了更高的要求,各种监控感应设备应运而生。目前,市
图1呈型网络结构
场上的监控慜应装置主要分为有线和无线两种,有线报警器
布线繁琐,容易老化,而且电线隐蔽性低,没有安全保障;现有2微型感应器硬件设计
的无线监控设备大多只能进行点对点的单向数据传输,功能2.1感应器总体结构
非常单-,不能满足同时对多个贵重物品監控的要求。
微型监控感应器总体结构如图2所示。
无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Networks)12是
由大量体积较小、能源受限,與有一定计算、存储和无线通讯
温」振端
终
能力的传感器节点组成的网络,其综合了传感器、嵌人式、无
度!动
端
控
控
报度「动1
1指指!制
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设
「传」传
线网络、分布式信息处理等技术。 Zigbee技术是一-种新兴的短
示按
备
距离、低速率、低功耗、低成本双向无线通信技术,在安全系统、
灯」灯{
家居应用远程监控系统、楼宇自控系统、嵌人式网络传感器数
据采集等领域正逐渐得到广泛应用。
本文提出了一种基于WSN技术、能够实现多路监控,双向
SP430F149
模块ー?模块
P89LPC903
通信的微型监控感应器,可以大大提高贵重物品的安全性
1 Zigbee技术介绍
图2感应器总体结构
Zig Bee是-组基于EE批准的802.15.4无线标准开发的有
由图2可知,该监控感应器主要包括遥控器和终端设备两
关组网、安全和应用软件等方面的技术标准。它采用 DSSS(Di--个部分。遥控器主要包括温度指示灯、振动指示灯、终端控制
ect Sequence Spread Spectrum,直接序列扩频)技术,主要工作在无按钮、MSP430F149单片机及XBE通信模块等部分,用于接
需注册2.4CHz的ISM频段,可以提供16个信道和250K/s的传收、处理各终端数据并显示终端状态。终端设备主要包括温度
输速率,在低成本、低功耗、低速率的场合有广泛的应用。
传感器、振动传感器、报警器、P89IPC903单片机及XBEE通信
1.1 Zigbee协议
模块,用于采集终端环境的数据,当温度超标或有振动时报警.
Zigbee I协议是基于国际标准组织(ISO)开放系统互连终端会自动发送数据到遥控器。
38 EIC Vof.17 2010 No. 2
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