江河防汛物联预警系统-网络传输设计.doc

江河防汛物联预警系统-网络传输设计学 院： 信息学院专 业：姓 名：指导老师：信息工程詹建新学 号：职 称：160103104846黄炜皓教授中国·珠海二二零 年 五 月诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业论文江河防汛物联预警系统-网络传输设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日期： 年 月 日江河防汛物联预警系统-网络传输设计摘 要江河防汛物联预警系统是为江河等水利工程及相关区域提供实时水讯信息，以供水利管理人员进行决策。随着无线传感器网络的发展，基于Zigbee的无线传感器网络逐渐成为了研究热点之一。本课题研究主题是江河防汛物联预警系统的网络传输设计。首先，通过查询文献，了解到江河物联预警系统的整体研究背景和研究意义，并分析了江河物联预警系统的网络传输设计所涉及到的基础理论以及工作原理，并对此进行总结，其次，根据无线广域网（WSN）的定义，基于Zigbee无线通信技术，再掌握ZigBee传输协议之后，在设计了协调节点的网络结构，根据网络结构设计监测协调节点的系统架构，进而设计硬件部分。，最后，对江河防汛物联预警系统的网络传输部分包括硬件和软件层联合进行调试实验，得出结论并分析。该系统的成功测试表现出该传输部分稳定和快速的优势，能够及时采集水位数据并及时处理数据传输到服务器，在对江河防汛物联预警系统中扮演者不可替代的角色。 关键词：防汛预警；物联网；网络传输 Flood Prevention and Early Warning System - Network Transmission DesignAbstractThe early warning system is to provide real-time water information for water conservancy projects such as rivers and related areas for water conservancy managers to make decisions. With the development of wireless sensor networks, zigbee-based wireless sensor networks have gradually become one of the research hotspots.The research topic of this paper is the network transmission design of the flood control early warning system.First of all, through literature review, we understand the overall research background and significance of the early warning system, and analyze the basic theory and working principle of the network transmission design of the early warning system, and summarize it.Secondly, according to the definition of wireless wide area network (WSN), based on Zigbee wireless communication technology, after mastering the Zigbee transmission protocol, the network structure of the coordination node was designed, the system architecture of the monitoring coordination node was designed according to the network structure, and then the hardware part was designed.Finally, the network transmission part of the flood control early warning system including the hardware and software layer of the joint debugging experiment, draw conclusions and analysis.The successful test of the system shows the advantages of stability and speed of the transmission part, which can timely collect water level data and timely process data to be transmitted to the server, and plays an irreplaceable role in the early warning system for flood control and wut.Keywords: Flood prevention and early warning; The Internet of things; Network transmission目 录一、绪论1（一）研究背景及意义1（二）国内外发展现状2（三）研究内容及章节安排3二、网络传输原理分析3（一）无线传感器网络3（二）ZigBee技术综述5三、网络传输设计7（一）硬件设计7（1）协调器CC25307（2）ZigBee协调器节点电路设计8（二）软件设计9（1）ZigBee终端节点软件设计9（2）ZigBee协调器节点软件设计10四、实验与测试11五、总结14参考文献15致谢16附录16一、绪论（一）研究背景及意义微电子学和无线通信领域的技术发展允许创建一种称为传感节点（有时也称为微粒）的新型设备。这些传感节点中的每一个通常由微处理器，存储器，传感器，以及某些功能的执行器和无线收发器所构成，这里指的无线收发器能够与形成智能无线网络（WSN）的其他类似节点进行通信。 WSN的概念在很多领域都得到了应用。从建筑物和结构的监视到对自然事件（如地震活动或生态系统行为）的科学研究，可以使用WSN监视可能有用的各种监视现象。WSN的使用提供了优于传统监控系统的优势：更低的安装和维护成本，更大的灵活性以及移动性的可能性。这些优势可以帮助提高传统监视应用程序的效率，甚至为创建全新的应用程序创造机会。监测环境参数以支持水利工程管理是WSN概念可以成功应用的领域之一。全球水利工程的一系列问题使得必须采用有效方法对水讯进行监测和预警，这不仅有助于提高水利生产率，还能维护该区域的生态平衡。现在，水通常是宝贵的资源，但任何事物都有两面性，水也具有危害，例如江河水域一旦出现汛期都可能对周围的生态造成严重的危害，给该水域的工业、农业造成影响，更有可能危害人的生命。当前水文信息的监测和预警在我国一直非常被关注，但监测技术与方式仍相对落后。在偏远的水域地区，水文数据仍然使用传统方法来识别和分析并评估水文环境，在此基础上进行一点程度上的预测，对可能出现的不利情况进行预警。过多的人为因素参与，即使不符合现代水文监测的要求，仍然可以看到大量数据的变化规律；但是不可忽视的是，过多人为性质的处理数据，相当费时且困难，并且可能数据的测量方法依旧存在一些缺点和难点，以致于无法及时发现，这最终导致无法全面的、客观的表达出水文信息变化的规律和实际的情况，对可能出现的危险无法做出及时的判断和预测。本课题所研究的江河防汛物联预警系统正式为了应对这类问题，通过该系统，能有效地对水文信息进行实时关注，特别是在防汛的角度能有效的起到预警的作用，而无论是监测和预警，这些过程都需要数据的传递，该预警系统的网络传输的设计就显得格外重要。WSN的应用非常流行，常用无线技术主要包括所使用的无线技术是GPRS，数字无线电台，移动通信，卫星通信等，但是它们都存在局限性。现在ZigBee技术越发成熟，相比其他几种方法，ZigBee技术拥有巨大优势。ZigBee技术在江河防汛物联预警系统中可以满足水文监测信息化和网络化的需求，拥有成本低，功耗低，稳定性好，易于使用的优势，并且覆盖范围大，为江河防汛的监测和预警技术的未来给出了一些具体参考。 （二）国内外发展现状与江河防汛物联预警系统研究有关的国家数量不少，美国和日本是在该领域中有杰出成果的国家。美国所一直研究的依靠通信进行测量的系统是相对先进的，特别是自动水文监测和卫星通信监测都被广泛使用。随着无线传感器与通信技术发展，SUTRON企业被授权深度开发新型水文防汛预警系统，该系统使用极为先进的无线传感技术来监测大型水体的环境信息。数据传递的方法有利于和侧重于监测传输网络的建设，该网络完成水文数据的处理过程。除了美国外，日本作为岛国，对水文信息的监测和预警也很成熟，只不过很多的预警信息是针对海洋区域。日本使用优秀的传感监测设备，利用稳定的传输方法来传输水文数据。同时，日本在其内陆地区已经建设好了大量的雷达雨量监测站，地面水量监测站和江河的水位站，以在其整个大陆地范围内记录水文信息。监测中心依靠遥测系统传输水文数据。全国范围内的水闸信息收集非常快速，他才能实时播报，监控中心亦可随便知道水闸站的状态并进行实时控制，最终能实现全自动无人监守，该系统的成功应该处于该行业的前列。国外在研究江河防汛预警方面一直走在前面，无论系统集成还是使用系统设备和技术手段，都是相对完整和可靠的，通信技术也在不断发展。该方法确保了监测预警系统是可靠和准确的。对比与外国的情况，江河防汛预警的研究在国内是落后的。它主要经历了三个阶段：第一阶段，开发阶段和网络阶段，即处理水文信息资源，以达到信息化要求。开发阶段最早始于1980年代末，这个时间段传感器技术刚开始进入发展的快车道，研究员主要是研究如何收集水文数据。在1990年代末，传感器技术，通信技术和计算机行业的迅猛升温，江河防汛物联预警系统已逐步进入网络阶段，以适应江河防汛和预警的需要，并在此基础上适当的满足区域内水资源的调度需求，使其在江河防汛预警方面的建设更加的智能化。我国水利部早在2006年就对江河防汛预警有了更高的要求，并提出了新的发展思路。通过水利部向各省市的水文信息网络传输，水文信息的自动收集，传输，接收，处理和分析，以信息化的方式进一步发展了防洪和防洪预报建设，实现稳定的水讯预警系统。我国目前虽然在江河防汛预警的方面一直在发展，但是尽管取得了一些进展，但与发达国家相比仍然有比较长的距离。系统尚未完善，信息收集，传输方法和技术相对不能满足当今快速，准确地实时监测的要求。（三）研究内容及章节安排本课题主要研究内容如下：（1）查阅相关文献，了解相关江河防汛物联预警系统的网络传输部分的工作原理，并对其中的无线网络传输方式进行总结。（2）根据无线广域网（WSN）的定义，掌握ZigBee传输协议，然后设计本设计协调节点的网络结构。（3）根据网络结构设计监测协调节点的系统架构，根据系统架构设计整体硬件方案。（4）设计协调器节点的硬件电路并绘制原理图。（5）根据硬件的连接方式，设计系统软件程序的编写。（6）对系统进行联合调试，并对调试结果分析总结，优化设计。本文一共分为五个章节对江河防汛物联预警系统的网络传输部分的设计进行阐述：第一章，介绍了江河物联预警系统的整体研究背景和研究意义，并分析了该系统的网络传输部分所设计到的基础理论以及工作原理，并对此进行总结；然后说明本文的研究内容和章节安排。第二章，对该系统的网络传输部分所涉及到的原理进行分析。其中主要是无线广域网（WSN）和基于Zigbee的无线通信技术。 第三章，对网络传输部分进行设计，包括总体的架构，还有硬件和软件层方面。第四章，结合硬件和软件层两个方面进行联合调试实验，得出结论并分析。第五章，对本课题的设计进行总结。二、网络传输原理分析本章节主要研究和分析了无线传感器网络，对其结构进行了说明，以及介绍了Zig Bee技术背后涉及的相关原理等。（一）无线传感器网络在通信领域，一直有一个重要的研究热点，就是无线传感器网络（WSN）的体系结构，WSN的网络结构主要由传感器终端节点、协调器节点（又称汇聚节点）、管理节点组成，通常系统组织的结构如下图2-1所示。图2-1 无线传感器网络结构由图2-1表述的可以知道，WSN的运行工作模式是这样的：在监控区域（Sensor Field）内或监测区域附近存在着像许多的传感器节点，并且这些传感器节点是被混乱无序的安置的，它们通过自由联系的形式而形成某个网状结构。传感器节点将对各种将要被检测的数据进行感知，再经过一些中间传感器节点处理，以逐级跳跃的形式往某一方向传输，在这个过程中经监测而得到的一些数据是很有可能被多个或多级的传感器节点处理，最后这些数据在以特定方式传输且统一汇聚在网络结构中的汇聚节点处；如果汇聚节点与终端用户处（也就是管理节点处）距离比较长的时候，则在两者之间可以搭设一个通讯桥梁，这个通讯桥梁可以是一些网络通讯传输方式，例如传统的卫星通讯、普遍的Internet互联网、2/3/4G移动通讯网络等等，数据经过传输和聚合最后到网络管理节点处，而处于无线传感网络最后终端处的管理员则依靠在管理节点的一些管理软件或是app就能够对传感器网络中的传感器节点或是网络节点进行各种配置，以便于日常管理和发布新任务。综上所述的信息，可以得知一个传统典型的无线传感网络架构主要由3个大的部分组成，分别是前端的传感器，起到采集和检测数据的作用，在中间层是一个传输和感知的层级或小系统网络，最后的末端是终端控制层也就是用户层。如果单单只分析传感器这一块，那么考虑到传感器节点是具有多种功能的，根据它们之间的差异性，将它统一分为四个小的模块，即前端的传感器模块、起存储和处理数据功能的处理器（带存储器）模块以及担当传输作用的通信传输模块，除此之外还有为各个部分进行供电的电源模块。最开始的时候是通过传感器收集监测得到的数据，将初始得模拟信号转换为数字信号，然后传送给后续数据处理器进行处理，内存执行数据传输，电源模块向上述每个模块提供能量。一般来说，由于监控环境的多因素，电池电源将会被单独进行选型，一般以干电池为主。图2-2传感器节点的结构当前在无线通信领域，已经有着许多成熟的且应用广泛的各种技术，如果从通信传输距离的角度进行分析，则能够将其分成短距离和长距离两大类：一前者指的是例如Zigbee、wifi、蓝牙等，后者主要指的是低功耗广域网技术（LPWAN）。表2-1常用无线网络标准对比表由上表可以分析得到，ZigBee对比于其它几种技术，优势较为明显，其资源消耗较小，导致网络运营成本比较低；ZigBee系统容量大，能容纳 65000 个节点；另外，它的功耗非常低，利用电池供电，能运营624个月，十分可靠。利用 ZigBee技术进行组网，这对于本课题所研究的江河防汛物联预警系统是非常适合的，下文将对ZigBee进行详细介绍。（二）ZigBee技术综述参照ZigBee的定义，简单来说，ZigBee是无线通信技术里面短距离通信的一种，其网络结构类似于CDMA、GSM这种，ZigBee的网络架构里面的具有数字信号传输功能的模块就相当于一个移动通讯网的基站。ZigBee技术相比其他无线技术，其采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层（参见图2-3），图2-3 与其他无线技术比较除此之外，ZigBee还有MAC、网络、应用和应用汇聚层等等，如图2-4。 图2-3 ZigBee技术协议的结构从图2-3可以知道，整个协议结构的主要分为IEEE802.15.4协议部分以及ZigBee联盟的部分。前者包含了MAC与PHY两个层级，其中PHY又分为数据层和管理层，数据层所涉及到的服务是依靠的无线物理路径完成的，该路径中的被传输的协议数据单元能够不断的被进行发送以及接收这两个过程。MAC跟PHY类似，也都涉及到两种服务，一种是数据服务，一种是管理服务，管理服务主要是为数据服务做支撑和控制，而在数据服务的过程中，所涉及到的信息主要就是协议数据单元，该信息依赖于PHY的信息传输功能。ZigBee联盟里有一个重要的网络层，它的作用就是保障无线通信网络能稳定连接、对传输数据进行控制以及维护通信传输时的网络安全。ZigBee联盟里的应用层则是给出了一些具体的模型，这些模式主要指的是应用框架之类的，这有利于ZigBee无线通信进一步的深层次的做研究和应用。一般来说，ZigBee的网络主要分为三种类型的拓扑结构：星形网络、树形网络和网形网络，如下图2-4所示。图2-4 ZigBee三种拓扑结构三、网络传输设计采用ZigBee无线通信进行组网，然后设计开发方案。通过3个ZigBee进行局域网组网，其中2个为子节点采集和传输水位信息，1个子节点采集三个水位信息，1个为协调器接受各节点数据处理并发送给服务器。每个子节点由ZigBee无线模块和水位监测传感器组成，水位检测传感器采用水位传感器模块可实现对水位检测，2个子节点电源由电源板统一供电，稳压芯片采用MP1584。协调器部分分为ZigBee部分，4G模块，SIM7000C作为GNSS定位和网络与服务器通信，蜂鸣器报警部分，按键设置报警水位，协调器可调节报警水位值，报警数值由OLED显示，处理数据后上传服务器并可根据采集数据实时报警。基于ZigBee的网络传输部分系统总体结构设计如下图3-1所示：图3-1 网络传输设计结构（一）硬件设计（1）协调器CC2530ZigBee终端节点是ZigBee整个无线模块的硬件核心部分。具体来说， RF与电子标签将会进行信息之间的传输交换，同样的道理，RF还会与协调器节点存在着数据通信，而ZigBee终端节点在这两个环节中扮演者一个控制和协调者的身份。在ZigBee终端节点的实际电路原理图中，正弦时钟信号是频率为32MHz的晶振所发出的，这个信号经过串行端口与RF相连。终端节点主芯片为CC2530，特别是它具有超低功耗的优势，这尤其适用于各种需要低功耗的情况和场景。除此之外，它的核心电压通常维持在23.6V，还有一个8位MCU和12位的ADC，随机存取存储器大小则为8KB，八个可输入线程，一个MAC计时器、16位和8位计时器各一个。下图3-2是协调器硬件电路图。图3-2 协调器CC2530主要核心电路图（2）ZigBee协调器节点电路设计ZigBee的协调器节点一般有两个作用：第一个就是将终端节点数据经过串行端口传输到主计算机，即计算处理单元。第二个作用就是在第一个作用所操作的过程中，再将主机计算机发布的命令再传输回去终端中。CC2530电平为TTL，上位机的通信电平为EIA，所以采用Max-232芯片来确保系统的有效通信，如下图3-3所示。图3-3 MAX232芯片电平转换示意图（二）软件设计（1）ZigBee终端节点软件设计ZigBee终端节点的主要功能是在收到主机计算机的命令后，收集电子标签里面的数据，并将这些数据发传输至协调器中。终端节点通电后，会有个初始化的过程，接着会发送一个请求，请求进入已经配置好的ZigBee网络系统中。接下来若顺利的进入大网络后，随即会切换到低功耗状态，并随时准备接受上层发出的命令。终端节点cpu部分读取RF里面的数据，把已经识别出来的数据经过无线模块的传递到协调器节点，最后是经过串行端口发送到主机再做下一步处理。整个运行的流程图如下图3-4所示。图3-4 ZigBee终端节点软件设计流程图（2）ZigBee协调器节点软件设计系统将ZigBee中的协议栈用于无线通信的传输，该协议栈协议基于旋转查询的操作系统实现。协调程序节点通电后，硬件将被初始化，除之之外协议堆栈也会被恢复初始状态，扫描所有的传输通道并进行比较性的选择，优先选择空闲或者负载较小的的通道，然后再设置ZigBee网络。如果节点发出请求进入网络的命令，则可以被上层控制中心分配l6位短址，并在该短址等待主机计算机命令。图3-5 ZigBee协调器软件设计流程图四、实验与测试本设计的ZigBee无线传感器网络通信协议栈程序基于IAR平台开发，利用IAR编译软件可以很方便的对协议栈程序进行在线仿真调试。如图4-1所示为使用IAR平台进行Z-Stack协议栈调试的界面，通过下拉菜单可以选择该程序为终端、路由器、协调器三种不同功能的ZigBee节点，这是通过改变协议栈中设备类型的宏定义从而使协议栈各层执行不同的代码实现的。图4-1 Z-Stask协议栈调试使用USB Dongle 抓包器和TI公司的Packet_ Sniffer 抓包软件，可以捕捉空气中的ZigBee无线数据包，有助于ZigBee协议栈的调试和加深对理论知识的理解。打开Packet_Sniffer抓包软件并连接抓包器，将终端、路由器、协调器协议栈程序分别下载到对应节点的CC2530芯片中，本设计调试时使用两个终端节点、一个路由器节点、一个协调器节点；首先启动协调器节点，通过抓包软件可以看到，ZigBee协调器发送了一帧信标请求帧，若此时周围存在全功能节点则将会回复信标帧，协调器通过这些信标帧用来判断周围的网络情况，为创建网络做准备。协调器创建网络成功以后，就会每隔一段时间（默认设置为15s）发送一个网络连接状态帧，这个帧里面携带了协调器的地址0x0000，以及它创建的网络的PAN ID。由ZigBee无线传感器网络的理论知识结合抓包软件图4-2可以直观的看出，终端节点和路由器节点在入网之前的行为相同，都会一直发送信标请求帧，若此时周围存在全功能节点则将会回复信标帧，需要入网的节点拿到这些信标帧用来判断周围的网络情况，根据这些信标帧中的信号强度等指标选择最佳的父节点请求加入网络。新节点通过信号质量等标准选择好合适的父节点并决定入网时，会发送一个包含本节点MAC地址的数据帧给父节点请求加入网络；父节点收到请求后由硬件回复应答帧；然后新节点再向该父节点发送一个数据帧，要求父节点将为其随机分配的网络地址发送给新节点；父节点收到请求后由硬件回复应答帧，接着把随机分配的网络地址发给新节点；由于此时新加入网络的节点还不知道自己的网络地址是多少，所以在指定目标地址的时候使用MAC地址；子节点收到自己的网络地址后由硬件回复应答帧；新的节点加入网络后会向整个PAN网络广播自己的网络地址来宣告入网。图4-2 ZigBee节点通信抓包分析终端节点和路由器节点在入网后的行为是不同的。在入网后，终端节点每隔一段时间会给它的父节点发送数据请求帧，以此来告知其父节点自己仍然在本网络中。当父节点接收到其子节点发来的数据请求帧后，会由底层硬件自动回复一个应答帧。而路由器节点作为全功能设备，允许新的节点加入本网络，故其在入网后将会像协调器节点那样每隔一段时间发送网络连接状态帧，以便别的设备发现本节点和所在网络。根据捕捉到的无线数据包可以看出，网络地址为0x0000（即协调器节点）的设备广播了一个网络连接状态帧，另一个网络地址为0x52EA向网络广播网络连接状态帧的节点显然为路由器节点，网络地址为0x72A7的终端2向其父节点0x52EA路由器发送数据请求帧，网络地址为0x65DE的终端1向其父节点0x0000协调器发送数据请求帧。故当前网络拓扑结构如图4-3所示。图4-3 调试节点网络拓扑结构通过发送数据，接收数据最终实现网络数据的传输设计，如图4-4。void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt ) uint16 flashTime; switch ( pkt->clusterId ) case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID: HalUARTWrite(0,"I get datan",11); HalUARTWrite(0,&pkt->cmd.Data0,11);/串口1 获取的数据 数据长度 break; case SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID: flashTime = BUILD_UINT16(pkt->cmd.Data1, pkt->cmd.Data2 ); HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) ); break; 程序详细代码见附录。 图4-4 网络数据接收示意图 图4-5 协调器节点图五、总结本课题的研究对象是江河防汛物联预警系统的网络传输设计，通过大量查阅文献，对江河防汛物联预警系统的网络传输部分所涉及到的网络架构和相关原理进行了详细的介绍与分析。经过实际的调研搜索，该网络传输系统的设计主要以基于ZigBee的无线传感技术为主，系统设计分为硬件和软件两个层面。在掌握ZigBee传输协议后，设计了协调节点的网络结构，根据网络结构设计监测协调节点的系统架构，进而设计硬件部分。最后对江河防汛物联预警系统的网络传输的硬件和软件层联合进行调试实验，实验证明该网络传输能正常使用，并且表现出该传输部分稳定和快速的优势，能够及时采集水位数据并及时处理数据传输到服务器，这在对江河防汛物联预警系统中扮演者不可替代的角色。参考文献1 Zujue Chen,Qiuyue Guo,Zhan Shi.Design of WSN node for water pollution remote monitoringJ.Telecommunication systems: Modeling, Analysis, Design and Management,2013,53(1):155-162.2 1王可心.无线传感器网络在环境监测中的应用探析J.环境与发展,2019,31(09):162-163.3 Vicente J, Rui R, Rui N. GolfSense: A golf course WSN monitoring applicationC/ 2010.4 储伟. W水库防汛通信预警系统建设项目进度管理研究D. 2018.5 刘经纬. ZigBee在物联网中的应用与设计J. 科技创新与应用, 2017(2):89-89.6 何嘉莉. 城市内涝在线监控与信息服务数字化系统设计及监测点优化布置研究D. 华南理工大学, 2014.7 刘清松, 刘扬, 杜萌, et al. 基于GIS与物联网技术的防汛预警系统r北京市西城区为例J. 物联网技术, 2017, 007(005):63-65.8 陈志浩. 基于WSN城市防洪水文信息采集节点的研究D. 南昌大学, 2013.9 张久强, 施仁政, 陈远知. 基于ZigBee的WSN节点嵌入式软件研究与开发C/ 全国信号和智能信息处理与应用学术会议. 10 张云飞. 基于ZigBee技术的无线水文监测应用研究D. 内蒙古科技大学.11 袁国良, 钟飞. 基于Zigbee技术的无线传感器网络在水位检测监控系统中的应用J. 水利技术监督, 2008, 16(3):31-33.12 李正明, 侯佳佳, 潘天红, et al. 基于ZigBee与GPRS的无线水文监测系统设计J. 排灌机械工程学报, 027(3):184-189.13 李寒冰. 基于嵌入式ARM的黄河通信设施智能控制系统设计与实现D. 山东大学.14 李巧英. 基于无线传感器网络的河流防洪预警技术研究D. 2015.15 曾瑄, 涂振宇.基于无线传感网的水雨情监测节点设计关键技术研究J. 江西水利科技, 042(5):317-319.16 许建平, 宋炜, 刘烨, et al. 江苏省小型水库防汛通信预警系统的设计与应用J. 人民长江, 2017.17 李成, 时训利. 农村基层防汛预报预警系统建设研究J. 江苏水利, 2019(6):32-35.18 张美燕, 蔡文郁. 水利工程安全监测网视频传感器节点的设计与实现J. 浙江水利水电学院学报, 2012(4).19 覃鸿, 黄菊梅, 黄海波, et al. 岳阳城市防汛气象预报预警系统功能的初步实现C/ 中国气象学会年会.20 胡志航, 韩伟, 张子羽, et al. 智能化粮库防汛水位预警系统的研发和应用J. 粮油仓储科技通讯, 2019(5).21 冯道训ZigBee和GPRS技术在无线水文监测系统中的应用研究D太原：太原理工大学，200822 宁炳武Zigbee网络组网研究与实现D大连：大连理工大学，2007.23 沈澍基于Zig Bee协议的无线传感器网络开发系统的研制D南京：东南大学，200824 Zhao F, Guibas LJ. Wireless Sensor Networks:An Information Processing Approach M. Morgan Kaufmann, 2007: 16-18.25 IEEE802.15 Standard working group. Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) specification for Low Rate Wireless Personal Area Networks(LR-WPANs)J/OL.IEEE 802.15.4 standard，2005.26 Leiner B M，Nielson D L，Tobagi F A. performance Analysis of IEEE802.15.4 Non-beacon with the Unslotted CSMA/CA.IEEE Communications Letters，2008，12(4):561-563.27 Dhaka. H, Jain. A. Verma. K. Impact of coordinator mobility on the throughput in a ZigBee mesh networksJ.Advance Computing Conference(IACC)，2010:279-284.28 A.peuliel U.pesovie，K.Benkie.performance analysis of improved zigBee wireless network by simulationJ.Systems，Signal sand Image Proeessing，2008:257-260.29 Drew Gislason. Zigbee Wireless NetworkingM.Elsevier Science & Technology Books,2008:111-200.30 陈彦明基于Zig Bee的无线传感器网络节点设计及其应用开发D哈尔滨：哈尔滨理工大学，2009.致谢附录协调器与端点的广播通信1、注册事件在SampleApp.c里面的SampleApp_ProcessEvent()函数里面switch case里面可以看到有下面部分程序。/ Received whenever the device changes state in the network 当网络状态改变时，如未连网络变为连上网络时执行case ZDO_STATE_CHANGE: SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status); if ( (SampleApp_NwkState = DEV_ZB_COORD)/协调器 | (SampleApp_NwkState = DEV_ROUTER)/路由器 | (SampleApp_NwkState = DEV_END_DEVICE) )/终端 /如果网络状态改变的为上面三者其一则执行下面程序 / Start sending the periodic message in a regular interval. 开始定期发送周期信息 osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,/设置任务ID，这个变量在之前SampleApp初始化时出现过 SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,/定时发送消息事件。注意这个事件的定义是按位加权的，即一个事件占一位，16位只能有16个事件 SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );/定时发送消息的间隔，默认是5000(ms) else / Device is no longer in the network 如果网络一直连接就不会进入上面的程序 break;2、设置发送内容在SampleApp.c中的函数SampleApp_ProcessEvent()函数里下部分，这是定义周期性发送数据的参数的地方。/ Send a message out - This event is generated by a timer 该时间通过定时器发送消息/ (setup in SampleApp_Init().if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )/周期发送消息的事件 / Send the periodic message/周期发送消息 SampleApp_SendPeriodicMessage(); / Setup to send message again in norma