ZigBee技術(shù)的樹簇網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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3．3上位機(jī)GUI設(shè)計(jì)
在GUI中將節(jié)點(diǎn)編號和其IEEE地址綁定，實(shí)現(xiàn)了對突發(fā)事件地點(diǎn)的報(bào)警和定位。采用數(shù)據(jù)庫，分別將每個(gè)節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)寫入，同時(shí)貼上時(shí)間標(biāo)簽。監(jiān)控人員可以自由查看選定時(shí)段的倉庫任意地點(diǎn)的狀況，同時(shí)GUI將突發(fā)事件數(shù)據(jù)以列表方式單獨(dú)抽取出來，以供查閱方便。在工作時(shí)間可以將人體紅外傳感器采集的數(shù)據(jù)屏蔽，避免誤觸發(fā)。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/158007.htm
4 運(yùn)行及測試結(jié)果
4．1 節(jié)點(diǎn)性能測試
通信距離測試：CC2430芯片工作電壓為3．3 V，射頻發(fā)送功率0 dBm，空曠地帶可靠傳輸距離30 m。功耗測試：CC2430射頻發(fā)射峰值功耗30 mA，接收峰值25 mA，休眠狀態(tài)0．1μA；為了保證實(shí)時(shí)監(jiān)控，傳感器得24小時(shí)工作，由此選擇了低功耗的傳感器。節(jié)點(diǎn)整機(jī)平均電流消耗17 mA。UPS功能測試：路由器接上220 V市電，正常入網(wǎng)后拔掉電源插頭，節(jié)點(diǎn)不掉電，不重啟；工作一段時(shí)間再插上電源，節(jié)點(diǎn)無死機(jī)，不重啟，充電芯片給電池正常充電。表1為不同通信距離節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包丟包率比較。丟包率在2％以下時(shí)，認(rèn)為數(shù)據(jù)可靠傳輸。
4．2 網(wǎng)絡(luò)測試
由于節(jié)點(diǎn)個(gè)體有差異，在實(shí)際布局時(shí)，F(xiàn)FD設(shè)備間隔15～20 m，終端設(shè)備按照8 m2一個(gè)的密度布置。設(shè)置2條路由路徑，每條路徑中繼節(jié)點(diǎn)4個(gè)，終端20個(gè)，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞€(wěn)定后，關(guān)閉LAYER1的一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)，路由路徑中斷后， LAYER2及以下路由器的新路由路徑重新建立時(shí)間為26 s，斷路的所有節(jié)點(diǎn)全部重新入網(wǎng)的時(shí)間為134 s。網(wǎng)絡(luò)較快的自修復(fù)能力保證了網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，避免了多跳網(wǎng)絡(luò)中由于主要路由器故障導(dǎo)致大面積網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
4．3 系統(tǒng)測試
節(jié)點(diǎn)正常工作時(shí)120 s采集傳送一次溫度濕度信號，人體紅外傳感器和煙霧報(bào)警傳感器在觸發(fā)后，節(jié)點(diǎn)立即傳送信號。實(shí)驗(yàn)中人體接近監(jiān)控區(qū)域，監(jiān)控GUI在3 s內(nèi)發(fā)出報(bào)警信號，并且隨著人體移動，移動軌跡上的節(jié)點(diǎn)依次報(bào)警。煙霧信號測試也符合要求。
結(jié) 語
本文重點(diǎn)介紹了硬件平臺的搭建和對Z-Stack的NWK層的分析與修改，完成了對樹簇拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的組建。所設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)能夠正確采集多種傳感器信號，網(wǎng)絡(luò)也具有較好的穩(wěn)定性和自愈能力。系統(tǒng)在人體紅外傳感器的配合下，可以對監(jiān)控范圍內(nèi)活動的人員實(shí)行跟蹤定位。該方案已經(jīng)應(yīng)用于某煙草倉庫的自動化管理項(xiàng)目中。
由于本設(shè)計(jì)中FFD設(shè)備與RFD設(shè)備射頻發(fā)送功率相同，通信距離較短，還不能顯著體現(xiàn)ZigBee樹簇多跳網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢；給關(guān)鍵路由器添加射頻功放，拓展其通信距離，可在低功耗、大面積監(jiān)控領(lǐng)域中大顯身手。
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