ZigBee技術的樹簇網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)設計
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3．3上位機GUI設計
在GUI中將節(jié)點編號和其IEEE地址綁定，實現(xiàn)了對突發(fā)事件地點的報警和定位。采用數(shù)據(jù)庫，分別將每個節(jié)點上傳數(shù)據(jù)寫入，同時貼上時間標簽。監(jiān)控人員可以自由查看選定時段的倉庫任意地點的狀況，同時GUI將突發(fā)事件數(shù)據(jù)以列表方式單獨抽取出來，以供查閱方便。在工作時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://m.butianyuan.cn/article/158007.htm
4 運行及測試結果
4．1 節(jié)點性能測試
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；為了保證實時監(jiān)控，傳感器得24小時工作，由此選擇了低功耗的傳感器。節(jié)點整機平均電流消耗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)點不掉電，不重啟；工作一段時間再插上電源，節(jié)點無死機，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)點數(shù)據(jù)包丟包率比較。丟包率在2％以下時，認為數(shù)據(jù)可靠傳輸。
4．2 網(wǎng)絡測試
由于節(jié)點個體有差異，在實際布局時，F(xiàn)FD設備間隔15～20 m，終端設備按照8 m2一個的密度布置。設置2條路由路徑，每條路徑中繼節(jié)點4個，終端20個，在網(wǎng)絡拓撲穩(wěn)定后，關閉LAYER1的一個路由節(jié)點，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間為26 s，斷路的所有節(jié)點全部重新入網(wǎng)的時間為134 s。網(wǎng)絡較快的自修復能力保證了網(wǎng)絡的魯棒性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和監(jiān)控的實時性，避免了多跳網(wǎng)絡中由于主要路由器故障導致大面積網(wǎng)絡癱瘓。
4．3 系統(tǒng)測試
節(jié)點正常工作時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警傳感器在觸發(fā)后，節(jié)點立即傳送信號。實驗中人體接近監(jiān)控區(qū)域，監(jiān)控GUI在3 s內(nèi)發(fā)出報警信號，并且隨著人體移動，移動軌跡上的節(jié)點依次報警。煙霧信號測試也符合要求。
結 語
本文重點介紹了硬件平臺的搭建和對Z-Stack的NWK層的分析與修改，完成了對樹簇拓撲網(wǎng)絡的組建。所設計的節(jié)點能夠正確采集多種傳感器信號，網(wǎng)絡也具有較好的穩(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)活動的人員實行跟蹤定位。該方案已經(jīng)應用于某煙草倉庫的自動化管理項目中。
由于本設計中FFD設備與RFD設備射頻發(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)絡優(yōu)勢；給關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)控領域中大顯身手。
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