無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在文物保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的研究.pdf

1、本文利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，與文物保護(hù)應(yīng)用背景相結(jié)合，將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在野外文物環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。為文物保護(hù)提供了預(yù)防性保護(hù)措施以及為文物保護(hù)科研人員研究適合文物保存的環(huán)境因素提供了數(shù)據(jù)支持。
　　 在分析了野外文物應(yīng)用場(chǎng)景特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)野外文物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所存在的問(wèn)題，利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗、低成本、易于組網(wǎng)等優(yōu)勢(shì)，提出一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的野外文物環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在綜合考慮了當(dāng)前流行的無(wú)線通信技術(shù)后，選擇具有

2、數(shù)據(jù)吞吐量小、低功耗、網(wǎng)絡(luò)容量大等優(yōu)點(diǎn)的ZigBee技術(shù)作為系統(tǒng)的無(wú)線通信技術(shù)。
　　 采用TI公司的CC2530+傳感器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。系統(tǒng)主要由無(wú)線ZigBee網(wǎng)絡(luò)和外圍網(wǎng)絡(luò)組成，其中無(wú)線ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要由多種傳感器節(jié)點(diǎn)和ZigBee網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成，采用模塊化設(shè)計(jì)，方便系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和調(diào)試。傳感器節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)采集文物所處的環(huán)境及振動(dòng)等信息，可以對(duì)同一文物進(jìn)行多方面的監(jiān)測(cè)或者多個(gè)文物進(jìn)行單方面的監(jiān)測(cè)。通

3、過(guò)選擇合適的傳感器芯片以及合理的電路設(shè)計(jì)，使傳感器節(jié)點(diǎn)體積更小、功耗更低。ZigBee網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，并通過(guò)外圍網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行通信。在軟件方面，本文在半開(kāi)源協(xié)議棧Z-Stack的基礎(chǔ)上，對(duì)Z-Stack的架構(gòu)、系統(tǒng)組網(wǎng)做了深入研究，并對(duì)相關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)可根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)的分布情況實(shí)現(xiàn)星型和簇樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有自組織、自修復(fù)、節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)添加和刪除的功能。
　　 本文的無(wú)線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能