基于WSN的防盗系统设计

基于WSN的防盗系统设计Designofanti-theftsystembasedonWSN专业：姓名：班级：学号：指导教师:职称：摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称为WSN)是一种由大量微型的集成(包括传感器件、数据处理单元和无线通信模块)节点组成的以数据为中心的无线自组织网络。随着无线传感器网络的迅速发展，将WSN技术运用于实现家庭报警具有实际应用价值，在本设计中使用无线传感器采集信息，在zigbee网络，热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，将信号输入cc2430模块，经过模块处理后，把信息发给接收端，接收节点处理后，将信息传入单片机中对信息进行处理，通过报警装置发生报警，人们就可以知道。现代人们对安全越来越重视，这个设计刚好满足现代人的需求。关键字：，传感器，单片机，WSNWirelesssensornetworks(WirelessSensorNetwork,referredtoasWSN)iscomposedofalargenumberofminiatureintegrated(includingsensors,dataprocessingunitandthewirelesscommunicationmodule)todatanodesasthecenterofthewirelessadhocnetworks.Withtherapiddevelopmentofwirelesssensornetwork,WSNtechnologywillbeappliedtoachievehomealarmwithpracticalapplicationvalue,theuseofwirelesssensorstocollectinformationinthisdesign,theZigBeenetwork,thepyroelectricinfraredsensorthroughthetemperaturedifferencebetweenthetargetandbackgroundtodetectthetarget,thesignalisinputtotheCC2430module,themoduleprocessing，theinformationtothethereceivingend,thereceivingnodeafterprocessing,theinformationintotheprocessingofinformationinsinglechipmicrocomputerthroughthealarmdevice,alarmoccurs,peoplecanknow.Themodernpeoplemoreandmoreattentiontosecurity,thisdesigncansatisfytheneedsofmodernpeople.Keywords:Sensor;Single-chipmicrocomputer;WSN目录第1章绪论......................................................11.1无线传感网络的发展..........................................11.2WSN相关的会议和组织........................................21.3WSN在我国的发展现状........................................31.4WSN技术的成熟度分析........................................31.5传感器网络的应用.............................................4第2章无线传感器网络...........................................62.1无线传感器网络的关键技术....................................62.1.1网络拓扑控制..............................................62.1.2数据融合.................................................72.1.3定位技术..................................................72.1.4无线通信技术...........................................72.1.5时间同步...................................................72.2传感器的节点结构.............................................82.3WSN组网模式.................................................82.4拓扑控制...................................................92.5MAC协议的分类.............................................112.5.1竞争型MAC协议............................................112.5.2非竞争的MAC协议..........................................122.5.3混合型MAC协议............................................13第3章系统设计方案.............................................153.1设计流程....................................................153.2设计的原则.................................................183.3WSN在本系统的应用..........................................193.4WSN的核心技术..............................................19第4章详细设计.................................................214.1数据处理模块................................................214.2电源电路....................................................274.3串口通信模块，.............................................284.4ZigBee无线传感器网络的实现.................................324.5器件的选择..................................................334.5.1红外传感器的原理.........................................334.5.2蜂鸣器的发音原理..........................................36总结.........................................................38参考文献.......................................................39附录Ⅰ外文文献原文、译文.......................................40附录Ⅱ程序清单................................................60致谢.........................................................651第1章绪论无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称为WSN)是一种由大量微型的集成(包括传感器件、数据处理单元和无线通信模块)的节点组成的以数据为中心的无线自组织网络。无线传感器网络是信息科学领域中一个全新的发展方向，同时也是新兴学科与传统学科进行领域间交叉的结果。无线传感器网络经历了智能传感器、无线智能传感器、无线传感器网络3个阶段。智能传感器将计算能力嵌入到传感器中，使得传感器节点不仅具有数据采集能力，而且具有滤波和信息处理能力，无线智能传感器在智能传感器的基础上增加了无线通信能力，大大延长了传感器的感知触角，降低了传感器的工程实施成本；网络节点数量大、密度高，节点有一定的故障，节点在电池能量、计算能力和存储容量等方面有限制，网络拓扑结构变化很快，以数据为中心。无线传感器网络则将网络技术引入到无线智能传感器中，使得传感器不再是单个的感知单元，而是能够交换信息、协调控制的有机结合体，实现物与物的互联，把感知触角深入世界各个角落,必将成为下一代互联网的重要组成部分。1.1无线传感网络的发展早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。1996年，美国UCLA大学的WilliamJKaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。1998年，同是UCLA大学的GregoryJPottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。2在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。WSN网络技术一经提出，就迅速在研究界和工业界得到广泛的认可。1998年到2003年，各种与无线通信、AdHoc网络、分布式系统的会议开始大量收录与WSN网络技术相关的文章。2002年美国计算机学会(ACM)和IEEE成立了第一个专门针对传感网技术的会议InternationalConferenceonInformationProcessinginSensorNetwork(IPSN)，为WSN网络的技术发展开拓了一片新的技术园地。2003年到2004年，一批针对传感网技术的会议相继组建。ACM在2005年还专门创刊ACMTransactiononSensorNetwork，用来出版最优秀的传感器网络技术成果。2004年，Boston大学与BP、Honeywell、InetcoSystems、Invensys、MillennialNet、Radianse、SensicastSystems等公司联合创办了传感器网络协会，旨在促进WSN技术的开发。2006年10月，在中国北京，中国计算机学会传感器网络专委会正式成立，标志着中国WSN技术研究开始进入一个新的历史阶段。2001年，中国科学院成立了微系统研究与发展中心，挂靠中科院上海微系统所，旨在整合中科院内部的相关单位，