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1、 密级： 公开 NANCHANG UNIVERSITY学 士 学 位 论 文THESIS OF BACHELOR（2011年 2015年）题 目 面向物联的袋式除尘器检测系统设计 学 院： 信息工程学院 系： 自动化系 专业班级： 测控技术与仪器112班 学生姓名： 陈鹏 学号： 指导教师： 张宇 职称： 讲师 起讫日期： 2015.3.12015.6.2 作业人员在生产作业时必须按规定穿符合生产作业要求的工作服，袖口与腰带必须牢牢扎紧，不得穿破损工作服，以免在机器运行或设备旋转时受到伤害I南 昌 大 学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研
2、究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于 不保密。（请在以上相应方框内打“”）作者签名：
3、日期：导师签名： 日期：摘要面向物联的袋式除尘器监测系统设计专 业：测控技术与仪器 学 号：学生姓名： 陈鹏 指导教师： 张宇摘要袋式除尘器内部布满了管道与阀门，为了实时了解袋式除尘器的工作状况，以及在出故障时及时发现问题，需要在袋式除尘器内部增加监测系统。以ZigBee为核心的无线传感网络系统具有短延时，低功耗，低成本，高可靠，高安全，网络容量大，网络自组织自愈的特点。本系统采用TI公司基于ZigBee协议研发的芯片CC2530，以及配套的协议栈Z-Stack，结合所需的传感器，实现数据采集，数据无线传输的功能。论文将会简要介绍ZigBee的框架，以及各层功能，将会涉及到一些基本概念。然后介
4、绍TI公司的协议栈Z-Stack，主要包括OSAL(操作系统抽象层)的运行机理，各个文件的作用，最后会以按键为例描述事件的触发流程。接着介绍硬件系统设计，这部分主要参考TI公司官网提供的设计参考库。最后介绍如何利用CC2530和Z-Stack组建一个用户体验好的基础无线传感网络。这个无线传感网可以实现以下功能：数据传输，终端节点休眠，节点入网控制，网络自组织自愈，设置网络地址，配合上位机显示网络结构。关键字：ZigBee；Z-Stack；CC2530；休眠；入网控制；设置网络地址；显示网 络结构IAbstractDesign of Bag filter monitoring system fo
5、r Internet of thingsAbstractThe bag filter is filled with pipeline and valve, so we should increase the monitoring system in the bag filter to know the working status of it in time and present the problem when it breaks down. The wireless sensor network system, which based on ZigBee, has the feature
6、s of short delay, low power consumption, low cost, high reliability, high security, network self organization and self-healing of network.The system uses the supporting protocol stack Z-Stack and the chip CC2530, which is researched and developed based on ZigBee protocol, combining with the required
7、 sensor for data acquistion and wireless transmission function.The paper will briefly introduce the framework of ZigBee and the function of each layer, it will involve some basic concept.Then it will introduce the Z-Stack protocol stack of TI company, including the working mechanism of OSAL(operatin
8、g system abstracting layer), the role of each file and take the key as an example to describe the event triggered process.Then it will introduce the hardware system design, which mainly consult the reference library provided by TI companys website.Finally, it will introduce how to build a good user
9、experience base wireless senior network with CC2530 and Z-Stack. The wireless sensor network can achieve following functions: data transmission, end device dormant, access network control,network self-organization self healing,set network address, coordinate with PC display network structure.Keyword
10、 : ZigBee；Z-Stack；CC2530；end device dormant；access network control； display network structureII目录目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1引言11.2 ZigBee的发展与现状11.3 ZigBee技术特点21.4 ZigBee的发展趋势2第二章 ZigBee简介12.1 ZigBee协议层结构12.2层与层的通信22.3 ZigBee各层介绍32.3.1物理层(PHY)32.3.2介质访问控制层(MAC)32.3.3 网络层(NWK)42.3.4应用层(APL)52.3.5 安全服务提供
11、层(SSP)52.4各层协作62.5 ZigBee基本概念6第三章ZigBee的实现软件部分：Z-Stack协议栈93.1 OSAL任务轮询93.2任务的产生103.3 Z-Stack框架与工程文件目录113.3.1 Z-Stack框架113.3.2 Z-Stack工程文件目录介绍113.4 任务触发流程实例：按键任务的触发13第四章 ZigBee的实现硬件部分：硬件系统设计154.1 CC2530介绍154.2电路图介绍164.2.1 原理图介绍164.2.2 PCB各层图17第五章 ZigBee的应用：应用程序设计195.1 程序功能分析195.2功能的实现195.2.1数据采集与传输19
12、5.2.2终端节点休眠205.2.3 节点入网控制235.2.4 网络地址设置245.2.5 终端节点掉线后间歇性入网255.2.6显示网络结构275.3故障处理29第六章 结束语31参考文献32致谢33目录格式：目录内容：中文宋体，英文和数字Times New Roman，小四页码编号：摘要,Abstract使用页码“I,II,”；正文开始使用页码“1,2,3,”；小节标题左侧缩进1字符；页码数字居中对齐 III第一章 绪论第一章 绪论1.1引言ZigBee是一种新兴的短距离，低速率无线网络技术。诞生之初主要用于工业自动化控制的数据传输，后来逐步向智能家居，智能楼宇，疾病监控，健康管理，远程
13、控制等领域拓展。1.2 ZigBee的发展与现状ZigBee联盟成立于2001年，于2004年发布了ZigBee协议规范(ZigBee Specification)，ZigBee2004，这个版本的协议有许多漏洞。在2006年，ZigBee联盟又推出了ZigBee2006，这个版本的协议比较完善。在2007年，ZigBee联盟又在06版的基础上推出了新的协议规范ZigBee2007/PRO。这个版本的协议具有网络自组织、自愈，低功耗，低成本等优点。ZigBee Specification是目前应用最广的协议。2009年3月，又推出ZigBee RF4CE。它专门为简单，双向，点对点控制的应用而
14、设计。它不要求实现ZigBee协议那样的全功能网状网络结构，对存储空间的要求低，简单的点对点网络结构使得设计和测试都更简单，从而可以快速的应用到项目中。2013年3月，ZigBee联盟推出了第三套规范ZigBee IP Specification。ZigBee IP是第一个基于IPv6全无线网状网络解决方案的开放标准，为控制低功耗、低成本的装置提供无缝衔接的互联网连接。它可以将许多不同的设备接入到同一个网络中。它专门为即将到来的ZigBee Smart Energy version 2提供支持。ZigBee的实现方案主要有三种：ZigBee RF+MCU；ZigBee协议栈芯片+外挂芯片；单SOC。第一种指的是用ZigBee无线收发器配合单片机来实现，优点是超低功耗；第二种是用集成了2.4G无线射频收发和微处理器功能的专用芯片，外加一款起提高系统性能或者降低专用芯片负担作用的芯片来实现，优点是灵活性大，上市快；最后一种是指ZigBee射频和单片机以及Flash存储三部分集成在了一颗IC上的芯片，优点是集成度高。ZigBee的第一款片上系统(SoC)解决方案是CHIPCON于2004年12月推出的CC2430无线单片机，此后各大半导体公司先后推出
