蔡佳志自组网

编号:

审定成绩:

重庆邮电大学

物联网工程课程设计（报告）

设计题目：基于Zigbee的温湿度测量节点设计

学院名称：自动化学院

学生姓名：蔡佳志

专业：物联网工程

班级：0851304

学号：2013212780

指导教师：谢昊飞

填表时间：2015 年11 月

重庆邮电大学教务处制

摘要

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。它是一种低速短距离传输的无线网络协议。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。这个协议被人们广泛采用，作为医疗，工业，家居等行业无线传感器联网的解决方案之一。我们小组的实物基于zigbee协议，将其运用于温度湿度检测领域，本篇论文围绕如何设计基于zigbee协议的温湿度传感器网络节点进行了讨论和阐述。包含成员分工，课程设计题目分析（软/硬件），总体设计方案分析，个人设计阐述和总结等部分，详见下页目录。

这一段是对个人设计的简介。

进过本组课程设计后，我们将实现基于Zigbee的无线温湿度检测。并且该系统能使用5号电池进行供电，能进行自动休眠。能通过TFT屏幕显示出测试的数据。

关键词：zigbee 自组网温湿度测量解决方案

目录

摘要 ----------------------------------------------------------------------------------------------- Ⅰ一、题目分析 ------------------------------------------------------------------------------------ 1

1.1 课程设计题目及分析---------------------------------------------------------------- 1

1.2 任务分工------------------------------------------------------------------------------- 1

二、总体设计 ------------------------------------------------------------------------------------ 2

2.1需求分析-------------------------------------------------------------------------------- 2

2.2总体硬件设计方案 ------------------------------------------------------------------- 2

2.3总体软件设计方案 ------------------------------------------------------------------- 5

三、个人设计报告 ------------------------------------------------------------------------------ 7

3.1个人工作阐述 -------------------------------------------------------------------------- 7

3.2设计过程 -------------------------------------------------------------------------------- 7

3.2.1组网基本思路 ----------------------------------------------------------------- 7

3.3组网概述------------------------------------------------------------------------------- 7

3.4组网初始化预备---------------------------------------------------------------------- 7

3.5组网初始化流程---------------------------------------------------------------------- 7

3.5.1确定网络协调器 -------------------------------------------------------------- 7

3.5.2进行信道扫描过程 ----------------------------------------------------------- 7

3.5.3设置网络ID ------------------------------------------------------------------- 8

3.6节点通过协调器加入网络---------------------------------------------------------- 8

3.6.1查找网络协调器 -------------------------------------------------------------- 8

3.6.2发送关联请求命令 ----------------------------------------------------------- 8

3.6.3等待协调器处理 -------------------------------------------------------------- 9

3.6.4发送数据请求命令 ----------------------------------------------------------- 9

3.6.5回复 ----------------------------------------------------------------------------- 9

3.7节点通过已有节点加入网络------------------------------------------------------- 9

3.8将程序添加到栈协议代码中------------------------------------------------------ 10

3.8.1串口初始化 ------------------------------------------------------------------- 10

3.8.2点播配置部分--------------------------------------------------------------- 10

3.8.3协调器接收数据------------------------------------------------------------------------ 11

3.8.4终端发送数据--------------------------------------------------------------- 11

四、总结 ----------------------------------------------------------------------------------------- 12

五、参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------- 12

一．题目分析

1.1课程设计题目及分析

课程设计题目：基于Zigbee的温湿度测量节点设计

课题设计的具体内容：设计一个基于zigbee的温湿度测量节点，实现对室内外温度和适度的测量，并能过实现自动组网，按照设定的周期发送远程的协调器。

设计的具体要求:采用zigbee芯片，实现温度和湿度的实时采集；使用电池供电；提供现场的LCD屏幕显示；系统具有休眠功能；完成以上的硬件和软件设计。

根据分析，整个设计方案将都是基于zigbee协议来制作的。由于之前对zigbee这一块完全陌生。我们首先的工作应该是上网搜索资料或图书馆借阅资料，了解zigbee协议。然后解决zigbee开发的硬件环境问题。接着，根据要实现的不同功能，我们将小组成员分为几组，每组实现不同的功能，最后由硬件组的同学整理调试，完成功能的实现。

1.2任务分工

表1-1

二.总体设计

2.1需求分析

智能家居无线网络系统组成在智能家居系统中，将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。这不仅是因为无线网络可以提供更大的灵活性，还因为它符合家庭网络的通讯特点。

家庭无线通信，对距离的要求不是很高，而且也不需要很高速率的传输速度，它的需求是多而小巧的构件能实现组网。刚好，Zigbee协议就是为了实现这一目的被构建出来的。

实现一个无线温湿度测量系统，最重要的是要能实现其自组网的功能。所以从构架需求上，能够自组网和能测量温湿度应该排在第一位。实现了这么功能后，要向更丰富的功能迈进，也就是电池供电（让单个元件独立运行）和休眠功能（能够保证更好的续航能力）。针对这些需求，我们小组对硬件和软件进行了设计，设计内容如下。

2.2总体硬件设计方案

由于我们对zigbee的开发环境的不熟悉，这次采用的是集成开发板+zigbee 核心元件cc2530的解决方案。

我们利用开发板构成zigbee节点两个，并组成网络。一个节点用于采集室内外温湿度数据，另一个用于接收采集到的数据并在tft显示屏显示屏上显示出来，本来网络连接应该为协调器-路由器-终端的结构连接，由于本次设计中只采用了2个zigbee节点，于是我们省略了路由器这一个中间节点，直接采用的是协调器-终端的结构。大致流程是，利用DHT11温湿度传感器采集温湿度数据，并发送到终端节点，终端节点利用无线射频技术发送给协调器，并在协调器节点上显示温湿度数据。

图2-1 硬件模块的组成

框图中的内容主要包括三部分，分别是协调器部分，供电部分，和终端部分。协调器部分主要包括TFT显示屏模块，休眠模块和cpu以及zigbee无线模块，其中，TFT显示屏模块的主要功能是在显示屏上显示从终端节点发送过来的数据，休眠模块的主要功能是实现休眠，达到低功耗省电的作用，zigbee无线模块和

天线用于实现节点间的通信。供电模块主要是两块电源，分别给两个zigbee节点进行供电。终端节点部分主要包括DHT11传感器模块，cpu以及zigbee无线

模块和天线，其中DHT11的主要功能是对温湿度数据进行采集，并将采集到的数据以数字信号发送给cpu。zigbee无线模块和天线功能与协调器部分相同。

我们在课程设计中主要使用到的硬件有：

DHT11温湿度传感器：据查资料得知，传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。它能正常工作在20－90％RH和0－50℃的环境中。下图为该传感器的引脚示意图。VCC接高电压，GND

接地，DATA 用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步。NC接口不作任何使用。在本次设计中，连接cc2530的时候，data连接cc2530的P0.7引脚，中间如图我们加上了一个阻值大于1K的上拉电阻，用于稳定信号。

Tft显示屏：如图2-3，tft显示屏除了VCC和GND外还有SCL,SDA,RST,DC 引脚。Scl和sda接在cc2530的2个io口上，sda作为数据线，scl作为时钟传输数据。RST为高电平复位输入脚。

电池供电设备。

我们在设计过程中除去供电接地接口外，主要用到的接口有P0.7数字I/O端口接DHT11，P1_3,P1_2,P11_7接TFT屏幕

图2-2 硬件连接图

电路描述：该CC2530芯片电路中，AVDDl\2\3\4\5：接入3.3V的电源；同样DVDD接入3.3V的电源；RESET—N：复位，活动到低电平；端口P2_4和P2_3连接32．768kHz晶振电路；XOSC：xOSC_Ql／Q2接入32一MHz晶振电路；晶振电路的目的是给单片机正常工作提供稳定的时钟信号。射频模块有32．MHz和32．768．kHz晶振。32．MHz晶振电路包括一个32．MHz振荡器Y1和两个27pF 负载电容(C17和C18)。32．768．kHz晶振电路包括一个32．768．kHz晶振Y2和两个15pF负载电容(C19和C20)，用于要求非常睡眠电流消耗和精确唤醒时问的应用。而与传感器和TFT屏与CC2530芯片按照对应端口连接。确保连接无误。

2.3总体软件设计方案

无线温湿度检测系统的软件实现包括两部分： ZigBee协调器节点和温湿度传感器节点。ZigBee协调器节点的主要作用是组建一个网络、接受终端节点入网和发送来的数据，并将获得的数据打印到TFT屏幕上。首先对协调节点进行初始化（包括处理器、协议栈、中断、串口等）；之后新建一个网络并进入网络监听和等待状态，当收到子节点的入网请求后，协调节点先随机为子节点分配一个网络地址，然后向子节点发送入网确认信息，建立连接后等待接收终端节点发送温湿度数据；数据接收成功后发送数据到PC机。温湿度传感器节点作为终端节点，负责采集、处理和发送数据。首先终端这边主机先发送一个20ms左右的低电平，随后主机拉高电平。紧接着DHT11发送一个低电平，随后DHT11高低电平间次发送信息。低于30MS的高电平记为0，高于50ms的高电平记为1。如此反复，最后发送一组测量所得数据，等DHT11从DATA发送一个低电平信号给主机，表示测量结束，同时接收数据，完成初始化过程；之后节点发送入网请求，加入网络成功后进入空闲状态待定时时间到进行数据采集并向其协调节点发送，如果发送失败继续尝试，直到发送成功为止。软件流程图如图2-2所示，图左为ZigBee 协调节点的软件流程图，图右为温湿度传感器节点的软件流程图。

（图2-3 软体总体设计程序框图）

三、个人设计报告

3.1个人工作阐述

主要负责zigbee组网的程序加入到协议栈的过程。以及了解组网基本思路和原

理。

3.2设计过程

3.2.1组网基本思路

协议从功能实现来讲，zigbee协议层共包括物理层（又称实体层）、MAC层、数据链接层、网络层和应用支持层五个主要层次。在标准制定的分工上，zigbee 协议层是由zigbee联盟和IEEE802.15.4的任务小组共同完成的。其中，物理层（又称实体层）、MAC层、数据链接层，以及传输过程中的资料加密机制等都是由IEEE所主导的。网络层和应用支持层则由zigbee联盟来完成。

在一个zigbee网络中，只有协调器才能创建网络。一个网络在创建过程中要经历网络层，mac层，应用层等多层的交流。一个zigbee设备要加入网络有2种方法，一种是关联加入，一种是直接加入。

3.3组网概述

组建一个完整的zigbee网状网络包括两个步骤：网络初始化、节点加入网络。其中节点加入网络又包括两个步骤：通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。

3.4网络初始化预备

Zigbee网络的建立是由网络协调器发起的，任何一个zigbee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求：

（1）节点是FFD节点，具备zigbee协调器的能力；

（2）节点还没有与其他网络连接，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作为该网络的子节点，因为一个zigbee网络中有且只有一个网络协调器。

FFD：Full Function Device 全功能节点

RFD：Reduced FunctionDevice 半功能节点

3.5网络初始化流程

3.5.1确定网络协调器：

首先判断节点是否是FFD节点，接着判断此FFD节点是否在其他网络里或者网络里是否已经存在协调器。通过主动扫描，发送一个信标请求命令，然后设置一个扫描期限（T_scan_duration），如果在扫描期限内都没有检测到信标，那么就认为FFD在其pos内没有协调器，那么此时就可以建立自己的zigbee网络，并且作为这个网络的协调器不断地产生信标并广播出去。（注意：一个网络里，有且只能有一个协调器）

3.5.2 进行信道扫描过程。

包括能量扫描和主动扫描两个过程：首先对指定的信道或者默认的信道进行能量检测，以避免可能的干扰。以递增的方式对所测量的能量值进行信道排序，抛弃那么些能量值超出了可允许能量水平的信道，选择可允许能量水平的信道并标注这些信道是可用信道。接着进行主动扫描，搜索节点通信半径内的网络信息。这些信息以信标帧的形式在网络中广播，节点通过主动信道扫描方式获得这些信标帧，然后根据这些信息，找到一个最好的、相对安静的信道，通过记录的结果，选择一个信道，该信道应存在最少的zigbee网络，最好是没有zigbee设备。在主动扫描期间，MAC层将丢弃PHY层数据服务接收到的除信标以外的所有帧。

3.5.3 设置网络ID。

找到合适的信道后，协调器将为网络选定一个网络标识符（PAN ID，取值<=0x3FFF），这个ID在所使用的信道中必须是唯一的，也不能和其他zigbee网络冲突，而且不能为广播地址0xFFFF（此地址为保留地址，不能使用）。PAN ID 可以通过侦听其他网络的ID然后选择一个不会冲突的ID的方式来获取，也可以人为的指定扫描的信道后，来确定不和其他网络冲突的PAN ID。

在zigbee网络中有两种地址模式：扩展地址（64位）和短地址（16位），其中扩展地址由IEEE组织分配，用于唯一的设备标识；短地址用于本地网络中设备标识，在一个网络中，每个设备的短地址必须唯一，当节点加入网络时由其父节点分配并通过使用短地址来通信。对于协调器来说，短地址通常设定为0x0000。

上面步骤完成后，就成功初始化了zigbee网状网络，之后就等待其他节点的加入。节点入网时将选择范围内信号最强的父节点（包括协调器）加入网络，成功后将得到一个网络短地址并通过这个地址进行数据的发送和接收，网络拓扑关系和地址就会保存在各自的flash中。

3.6节点通过协调器加入网络

当节点协调器确定之后，节点首先需要和协调器建立连接加入网络。为了建立连接，FFD节点需要向协调器提出请求，协调器接收到节点的连接请求后根据情况决定是否允许其连接，然后对请求连接的节点做出响应，节点与协调器建立连接后，才能实现数据的收发。节点加入网络的具体流程可以分为下面的步骤：

3.6.1 查找网络协调器。

首先会主动扫描查找周围网络的协调器，如果在扫描期限内检测到信标，那么将获得了协调器的有关信息，这时就向协调器发出连接请求。在选择合适的网络之后，上层将请求MAC层对物理层PHY和MAC层的phyCurrentChannel、macPANID等PIB属性进行相应的设置。如果没有检测到，间隔一段时间后，节点重新发起扫描。

3.6.2 发送关联请求命令

节点将关联请求命令发送给协调器，协调器收到后立即回复一个确认帧（ACK），同时向它的上层发送连接指示原语，表示已经收到节点的连接请求。但是这并不意味着已经建立连接，只表示协调器已经收到节点的连接请求。当协调器的mac层的上层接收到连接指示原语后，将根据自己的资源情况（存储空间和能量）决定是否同意此节点的加入请求，然后给节点的mac层发送响应。

3.6.3 等待协调器处理。

当节点收到协调器加入关联请求命令的ACK后，节点mac将等待一段时间，接受协调器的连接响应。在预定的时间内，如果接收到连接响应，它将这个响应向它的上层通告。而协调器给节点的mac层发送响应时会设置一个等待响应时间（T_ResponseWaitTime）来等待协调器对其加入请求命令的处理，若协调器的资源足够，协调器会给节点分配一个16位的短地址，并产生包含新地址和连接成功状态的连接响应命令，则此节点将成功的和协调器建立连接并可以开始通信。若协调器资源不够，待加入的节点将重新发送请求信息，直接入网成功。

3.6.4 发送数据请求命令。

如果协调器在响应时间内同意节点加入，那么将产生关联响应命令（Associateresponse command）并存储这个命令。当响应时间过后，节点发送数据请求命令（Datarequest command）给协调器，协调器收到后立即回复ACK，然后将存储的关联响应命令发给节点。如果在响应时间到后，协调器还没有决定是否同意节点加入，那么节点将试图从协调器的信标帧中提取关联响应命令，成功的话就可以入网成功，否则重新发送请求信息直到入网成功。

3.6.5 回复。

节点收到关联响应命令后，立即向协调器回复一个确认帧（ACK），以确认接收到连接响应命令，此时节点将保存协调器的短地址和扩展地址，并且节点的MLME向上层发送连接确认原语，通告关联加入成功的信息。

3.7节点通过已有节点加入网络

当靠近协调器的FFD节点和协调器关联成功后，处于这个网络范围内的其他节点就以这些FFD节点作为父节点加入网络了，具体加入网络有两种方式，一种是通过关联（associate）方式，就是待加入的节点发起加入网络；另一种是直接（direct）方式，就是待加入的节点具体加入到那个节点下，作为该节点的子节点。其中关联方式是zigbee网络中新节点加入网络的主要途径。

对于一个节点来说只有没有加入过网络的才能进行加入网络。在这些节点中，有些是曾经加入过网络中，但是却与它的父节点失去联系（这样的被称为孤儿节点），而有些则是新节点。当是孤儿节点时，在它的相邻表中存有原父节点的信息，于是它可以直接给原父节点发送加入网络的请求信息。如果父节点有能力同意它加入，于是直接告诉它的以前被分配的网络地址，它便入网成功；如果此时它原来的父节点的网络中，子节点数已达到最大值，也就是说网络地址已经分配满，父节点便无法批准它加入，它只能以新节点身份重新寻找并加入网络。

而对于新节点来说，他首先会在预先设定的一个或多个信道上通过主动或被动扫描周围它可以找到的网络，寻找有能力批准自己加入网络的父节点，并把可以找到的父节点的资料存入自己的相邻表。存入相邻表的父节点的资料包括zigbee 协议的版本、协议栈的规范、PAN ID和可以加入的信息。在相邻表中所有的父节点中选择一个深度最小的，并对其发出请求信息，如果出现相同最小深度的两个以上的父节点，那么随机选取一个发送请求。如果相邻表中没有合适的父节点的信息，那么表示入网失败，终止过程。如果发出的请求被批准，那么父节点同时会分配一个16位的网络地址，此时入网成功，子节点可以开始通信。如果请

求失败，那么重新查找相邻表，继续发送请求信息，直到加入网络。

3.8将程序添加到栈协议代码中

通过点播方式发送到协调器，协调器通过串口发送到上位机，在串口调试助手上面显示。（使用点播的原因是终端设备有针对性地发送数据给指定设备，不像广播和组播可能会造成数据冗余）

3.8.1串口初始化

MT_UartInit(); //串口初始化

MT_UartRegisterTaskID(task_id); //注册串口任务

P0SEL &= 0x7f; //P0_7配置成通用io

// Device hardware initialization can be added here or in main() (Zmain.c).

// If the hardware is application specific - add it here.

// If the hardware is other parts of the device add it in main(). #if defined ( BUILD_ALL_DEVICES )

// The "Demo" targetis setup to have BUILD_ALL_DEVICES and

HOLD_AUTO_START

// We are looking at a jumper (defined in SampleAppHw.c) to be jumpered // together - if they are - we will start up a coordinator. Otherwise, // the device will start as a router.

if ( readCoordinatorJumper() )

zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR;

else

zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_ROUTER;

#endif // BUILD_ALL_DEVICES

3.8.2点播配置部分

SampleApp_P2P_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)Addr16Bit; //点播

SampleApp_P2P_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;

SampleApp_P2P_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0000; //发给协调器

// Fill out the endpoint description.

SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;

SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;

SampleApp_epDesc.simpleDesc

= (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;

SampleApp_https://www.sodocs.net/doc/be426578.html,tencyReq = noLatencyReqs;

// Register the endpoint description with the AF

afRegister( &SampleApp_epDesc );

// Register for all key events - This app will handle all key events RegisterForKeys( SampleApp_TaskID );

// By default, all devices start out in Group 1

SampleApp_Group.ID = 0x0001;

osal_memcpy( SampleApp_https://www.sodocs.net/doc/be426578.html,, "Group 1", 7 );

aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group );

#if defined ( LCD_SUPPORTED )

HalLcdWriteString( "SampleApp", HAL_LCD_LINE_1 );

#endif

}

3.8.3协调器接收数据

void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )

{

uint16 flashTime;

char temp[3], humidity[3], strTemp[7];

switch ( pkt->clusterId )

{

case SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID:

HalUARTWrite(0, "T&H:", 4); //提示接收到数据

HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength); //输出接收到的数据

HalUARTWrite(0, "\n", 1); // 回车换行

3.8.4终端发送数据

void SampleApp_Send_P2P_Message( void )

{

char temp[3], humidity[3], strTemp[7];

DHT11(); //获取温湿度

//将温湿度的转换成字符串,供LCD显示

temp[0] = wendu_shi+0x30;

temp[1] = wendu_ge+0x30;

temp[2] = '\0';

humidity[0] = shidu_shi+0x30;

humidity[1] = shidu_ge+0x30;

humidity[2] = '\0';

//将数据整合后方便发给协调器显示

osal_memcpy(strTemp, temp, 2);

osal_memcpy(&strTemp[2], "", 2);

osal_memcpy(&strTemp[4], humidity, 3);

//获得的温湿度通过串口输出到电脑显示

HalUARTWrite(0, "T&H:", 4);

HalUARTWrite(0, (uint8 *)strTemp, 6);

HalUARTWrite(0, "\n",1);

四、总结

通过对zigbee组网学习了解组网的基本原理和设计过程。在一个zigbee网络中，只有协调器才能创建网络。一个zigbee设备要加入网络有2种方法，一种是关联加入，一种是直接加入。组建一个完整的zigbee网状网络包括两个步骤：网络初始化、节点加入网络，其中节点加入网络又包括两个步骤：通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。以及将程序添加到栈协议代码过程。

五、参考文献

[1]芯片q274035496等，百度百科，CC2530词条,2015

https://www.sodocs.net/doc/be426578.html,/link?url=cUlsuYHab4y9SJkA82OWIogqpE1N1eLrNZZYt ynDJktxPrv0zIRvTXoVr73y-UyTIhQPtmQS_2NYpZ-0uAPec_

[2]greensky213 等,百度百科，DHT11词条,2015

https://www.sodocs.net/doc/be426578.html,/view/4975935.htm

[3]安联德，ZigBee视频教程，2015

[4]于童，王文秀，徐小粘,计算机技术与发展,基于ZigBee的无线温湿度传感器网络设计与实现,2015

https://www.sodocs.net/doc/be426578.html,/view/2710ed2d4b35eefdc8d333cc.html?from=search [5]匿名，百度文库,基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计,2015

https://www.sodocs.net/doc/be426578.html,/view/c97a34125f0e7cd184253675.html?from=search [6]邬春明，杨文月，程亮,基于ZigBee的智能家居温湿度监测系统设计,东北电力大学学报,2015

https://www.sodocs.net/doc/be426578.html,/view/f4129f321711cc7931b7164a.html?from=search

基于无线自组网的公交组网方案

基于无线自组网的公交组网方案 一、意义： 1、社会效益 在我国经济高速发展、城市化进程逐渐加快的情况下，城市居民出行时间逐年递增，而由于交通拥堵，出行选择公交车的居民也占很大一部分，城市公共交通存在的拥挤、低效、环境污染的问题也越来越成为制约城市可持续发展的桎梏。组建一个基于无线自组网的公交组网对解决当今公交的问题有很大的意义： 利用组网可以实现信息的多方交互，乘客可以利用信息准确快速地规划自己的行程，这样乘客出行更加方便，乘车的体验也会大大增加，会有更多的居民出行选择公交车的方式，既顺应了“绿色出行”的要求，缓解交通压力，减少了环境污染，也体现了资源的合理分配，有利于城市的可持续发展。 在城市交通中，难免会发生一些特殊情况，这些特殊情况有的会严重影响交通情况甚至造成大规模的交通堵塞。若公交线路中发生事故，组网的定位功能能迅速定位事故路段，更加有效地进行故障排查处理，尽可能减少损失。 公交线路中经常出现这种情况：到达同一个站点的车辆，有的人满为患，有的却空空如也，而在不同的时间段，同一线路的公交车也会有不同的客流量，如果可以对这些客流量进行分析并采取适当的调度措施，便可以避免这种情况。公交车无线自组网建网后，可以进行实时信息传递，通过车载模块以及相应的应用模块可以准确收集车内乘客流量信息，收集到的实时信息可以作为公交线路规划与调度的重要参考。 2、经济效益 建设公交车无线自组网同样能带来经济效益，作为一种新型的建立于公交车平台上的网络，该网络有着自己独特的优势，乘坐公交出行的居民受众广，无论何种广告都能找到合适的受众，而乘坐公交出行的居民数量也在逐年递增，而自组网带来的优势则在于投放广告的灵活性与实时性。另外组网后可以为车上乘客提供廉价WIFI服务，并绑定路况、站牌、换乘信息等服务。 二、功能： 本方案主要应用于城市公交车系统中，能够在公交车站牌与公交车之间建立起一个网络，进行车与站牌，站牌与站牌之间的信息交互。主要功能如下： 1、网内信息交互 利用组网中的定位功能，网内能够定位该条线路上所有运行车辆的位置，公交站牌上不仅可以显示线路的所有站点，还能够显示运行线路上所有公交车的位置，乘客可以根据站牌上的信息较准确地计划自己的乘车时间与线路。另外，公交车内的通信模块也可以通过网络定位自己的位置，实现自动报站功能。 2、应急事故处理 事故发生后，通过定位，监控中心能迅速找到事故发生位置，迅速到达事故发生的位置进行故障排查与处理。 3、公交线路调度与优化 组网后，公交车内的应用模块可以获得车内客流量的实时信息，通过分析车内流量的实时信息，可以迅速对公交线路做出调度优化。若监控中心在一段时间内检测到某条线路客流量较多，可以加派一定数量的公交车，相反，若检测到客流量较少，则可减少相应线路的公交车。 4、公交移动实效传媒 虽然如今大部分公交车都配有移动传媒，但是这些传媒都是经过广告公司录播，缺少了实时性和灵活性。在站牌与公交车组网的情况下，传媒广告的投放区域、形式、内容都可以有很多的变化，不需要经过指定的传媒公司，再向公交车发放，而是可以更具实时性的向车内投放，因为公交站牌与公交车之

美军又领先,3架F18协同抛洒无人机集群

美军又领先，3架F18协同抛洒无人机集群 美国《60分钟时事》网络直播了美军抛洒无人机集群作战演示，再次引领空中智能机器人发展方向的创新潮流；飞机抛洒、舰船抛洒、车辆抛洒、再小点你也能抛洒。照这样下去用不了多久，无人机圈内同行出门见面不说搞集群，都不好意思和别人打招呼了。 早在2015年6月中旬曾经做过抛洒集群试验，一家美国 F-16战斗机从阿拉斯加的空军基地起飞，并以约692公里/小时的速度发射了“灰山鹑”（Perdix）无人机集群。由于只有易拉罐大小，一架F-16可以携带足足30架“灰山鹑”无人机。截止去年6月，“灰山鹑”已经至少发射了72次。 F-16也曾经进行小型机载诱饵无人机（MALD）试验。不过跟MALD比起来，“灰山鹑”小得多也便宜得多。一枚 ADM-160B MALD诱饵造价高达30万美元，而“灰山鹑”项目2年的研发加上试验的数百架无人机目前投资约为2000万美元。 这一次是里程碑式演示，1月7日，三架美国海军F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机从加州的海军“中国湖靶场”上空呼啸而过，每架战机携带有一具副油箱和两具圆柱形容器。当战机以接近音速通过任务点时，圆柱形容器开始抛洒微小的黑色包装箱。小黑点密密麻麻，每个包装箱尾部闪烁着点点亮光，是

白色的减速伞。当包装箱下落到一定高度后通过减速伞稳定姿态，然后包装箱打开，从中脱出微型集群专用无人机。仔细观察会发现这些F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机正在不停地抛洒微型无人机，仔细看可见一些白点，这是无人机包装箱向后拉出的减速伞。 现场的美国国防部战略能力办公室主任、物理学家威廉·罗伯尔介绍，这三架有人驾驶的F/A-18F战斗机共投放了104架微型无人机。空中的包装箱很快蜕变成微型无人机 这次演示是“珀耳狄克斯”（Perdix）项目的一部分。珀耳狄克斯是希腊神话中的一个角色，它后来被雅典娜变成了一只鸟，美国人以其命名了自己的新型微型无人机。在此次演示之前，“珀耳狄克斯”微型无人机已经进行了数百次的飞行，其中70余次是从战斗机上发射出来的。此外，这种微型无人机也可以用手从地面投掷发射，也可以使用弹弓弹射。而多次试飞已经证明了这种微型无人机的集群战术能力。 威廉·罗伯尔和“珀耳狄克斯”（Perdix）微型无人机，他对该项目非常自信，认为无人机集群技术将改变一切( 包括颠覆大疆)。 这种“珀耳狄克斯”无人机是3D打印出来的微型无人机，成本非常低廉。其机翼宽度仅约1英寸(约合2.54厘米)，重约1磅(约合453.6克)。如此微小而轻盈的体型可以集成到作战飞机都装备有的红外干扰弹发射器中进行发射。它们脱离发

政府部分局域网组网设计与实现

政府部分局域网组网设计与实现 发布:2010年4月23日浏览: 摘要：本文以政府机关内部小型局域网为背景，在对该小局域网进行需求作分析，并本着开放性和标准化的原则，进一步详细阐述了政府机关小局域网的结构设计与规划布线。 关键词：小型局域网；规划设计；布线结构 1引言 现今计算机网络技术飞速发展, 政府机关使用网络进行信息传输已成为运行的一种基本形式。网络是指将若干台地理位置不同并具有独立功能的计算机通过通信设备和传输线路相互连接起来, 实现信息交换和网络资源享。当前, 越来越多的政府机关单位出于自身发展的需要, 以计算机网络建设为基础组建政府机关内部小型局域网。通过政府机关内部小型局域网的组建，不仅能给政府机关单位提供一种较为经济、适用的建设模式，也可实现政府机关内部不同部门、不同地区的员工之间共享资源。本文就是以政府机关小型局域网组建实例为背景进行研究。 2政府机关内部小型局域网的设计 2.1需求分析 (1)各政府机关部门需求 各政府机关部门基本要求如下：政府机关内部的信息要求即时传输；每周七天，每天12小时网络畅通；网络不影响各种应用软件升级；所有数据必须保证安全。 (2)网络需求 和用户及应用一样，网络自身也有其必须考虑的需求。网络应具有良好的开放性，支持常用网络通信协议和HTTP、SMTP、POP3、LDAP等应用层协议，同时还应具有良好的可扩充性。计算机网络应遵循国际或国家标准，包括统一的物理接口、节点命名及IP地址编码体系、信息格式与技术标准[1]。 (3)共享需求

政府机关单位办公局域网的主要作用是实施网络通信和共享网络资源。可见资源共享是一个非常重要的概念。政府机关同事之间，共享必要的资料，可以有效提高工作效率，可以避免频繁要求传文件和一些单一设备使用权限的打扰。组成政府机关内部小型局域网以后，政府机关内部可以共享文件、打印机、扫描仪等办公设备。 2.2网络拓扑结构设计 星型拓扑结构具有成本低级、易于管理、容易扩展等优点，所以本案例的网络拓扑选用以星型拓扑结构为主。政府机关单位办公局域网采用三层层次化网络设计模型, 核心层由高端路由器和交换机组成, 分布层由用于实现策略的路由器和交换机构成, 接入层通过用以连接用户的低端交换机和无线接入点构成。整体的拓扑结构如图2-1所示： 图2-1 政府机关网络拓扑图 政府机关内部网络总体上按核心层、汇聚层和接入层来设计。核心层交换机提供网络主干连接和三层路由交换功能；汇聚层负责服务器等设备的接入；接入层交换机提供用户接口。全网以防火墙为界限分为内网外网两部分。内网用于实现政府机关办公自动化系统，包括Web 服务、设备开发、设备代理、业务管理、邮件服务等。汇聚层采用两台中心交换机互为备份，进行负载分担和流量控制。 2.3 IP地址的分配 任何全球通信系统都需要用普遍接受的方法来识别每台计算机。TCP/IP网上的计算设备或主机都分配有一个唯一的地址[2]。本文研究的政府机关单位办公局域网选用C类地址。IP 地址为4字节代码，分为4段，每段1字节，包括范围为0.0.0.0到255.255.255.255，本文研究的政府机关单位各终端的编码规则为第一个字节固定，第二个字节为网络物理代码，第三个字节为部门代码，第四个字节为网络机器码。统一进行域名解析。域名系统采用树形结构。 政府机关单位办公局域网中心静态IP地址范围及子网掩码分配情况如下：静态IP地址范围: 202.119.19.176 - 202.119.19.191；子网掩码SUBMASK: 255.255.255.0。政府机关内部网私有

Mesh无线自组网系统

Mesh 无线自组网系统 一、MESH简介 Mesh无线自组网系统是采用全新的“无线网格网”理念设计的移动宽带多媒 体通信系统。系统所有节点在非视距、快速移动条件下，利用无中心自组网的分布式网络构架，可实现多路语音、数据、图像等多媒体信息的实时交互。同时，系统支持任意网络拓扑结构，每个节点设备可随机快速移动，系统拓扑可随之快速变化更新且不影响系统传输，整体系统部署便捷、使用灵活、操作简单、维护方便。 二、系统优势

?无中心组网，可应需灵活部署，无需机房及传输网等基础设施支持，能够任意架设组网，可通过多跳中继组网，进而扩大覆盖范围。 ?专网专用，无线传输链路无任何链路费用或者流量费用。 ?支持分级分组及漫游组网，实现扩大系统通信容量。 ?具备跳频功能，有效提升抗干扰、抗跟踪能力;引入数字滤波功能，有效抑制远端干扰。同时，采用ARQ传输机制，降低数据传输丢失率，提升数据传输可靠性。 ?数据透传支持各种业务数据无差异化透传。具备宽带传输能力，可支持清晰语音、宽带数据和高清视频等多媒体业务。 ?图像具备自适应调整能力，充分保障数据、视频等业务的连续性和流畅性。 ?采用COFDM技术，抗多径能力强。 ?采用双天线，天线1与天线2支持TDD双发双收，可发射/接收分集。 三、应用领域 无线Mesh自组网系统可满足大型活动安保巡逻、城市反恐维稳指挥、抢险救援指挥调度、消防应急通信指挥、舰船编队岸海互通等多种复杂通信需求，

广泛适用于警队、消防、电力、石油、水利、林业、广电、医疗、水上及空中通信等部门领域。 四、系统特点 无中心同频自组网 Mesh无线自组网系统为无中心同频系统，所有节点地位对等，单一频点支持具备TDD双向通信，频率管理简单，频谱利用率高。任意节点设备在网络中均可作为末端节点、中继节点或指挥节点使用。在任何时间任何地点，不依靠任何其它的固定通信网络设施(如光纤、铜缆等)，可迅速建立无线通信网络。所有无中心同频自组网设备，包括室外固定台、车载台及单兵便携台等，只需开机上电就可自动组成无线网状网，相互之间实时通信。

物联网通信与组网技术

信息工程课程设计报告书 课程名称物联网通信与组网技术 课程设计题目小型家庭环境监测传感网络系统 学生姓名、学号 学生专业班级 指导教师姓名 课程设计起止日期2018.7.2-2018.7.6

摘要 如今我国社会整体生活水平不断提高，大众人民对于生活质量的追求不再仅仅局限于衣食住行、温饱冷暖这些较为低层次的阶段了，我们可以从日常的生活以及从各类环境监测设备尤其是家庭及单位的私用或公用监测设备的销售情况可以看出，大众人民对于这方面的需求是日益增加，但就目前而言，市场上的环境监测设备种类繁多，产品质量参差不齐，价格也是随着功能的多少而有着很大的差距，有的环境监测设备功能过于繁杂而又价格昂贵，并不适合大众消费，而有的产品则是功能有限，质量不高，也不适合大众购买。从上边描述可以看出，目前我国市场在这方面还是有个潜在的市场机遇、广泛的设计前景和光明的销前途的。 然而就目前而言，不论是国外还是国内，总体情况是关于智能家居系统的研究开发项目比较多，但是智能家居系统大多比较庞大，功能繁杂，成本很高，所以不能得到很有效的普及。考虑到毕业设计的实际情况和力所能及的设计范围，我们根据普通家庭的一般需要开发室内温度、湿度、天然气浓度、酒精浓度、振动等环境参数的监测系统，可以提供多种报警信息，使用户及时了解家居状况，避免不安全事故的发生。既然环境监测与报警设备在日常生活、工作和工程实践中具有重要的应用，并且随着生活水平的不断提高和电子科技的不断进步，日常生活中对于环境监测与报警的需求也是越发的增加，那么在设备的设计上，我们不仅要做到具有较为齐全的报警功能、较为稳定的工作状态、相对而言比较长的工作寿命以及合适的体积大小，还要求进行一定距离的传输，直观快捷的表达方式，还要联系大众生活，与大众生活相贴切，能够为大众所使用。 就设计方案而言，本设计着力于从实用、便捷、简易这三个方面出发，通过将几部分简单的设计——利用单片机、传感器，VC上位机串口助手等等相应作出各部分监测系统，再通过各个设计单元间的组合通信，最终达到实现环境监测的功能，包括酒精传感器和磁检测传感器，将酒精及磁检测信息发送至VC上位机串口助手实时监控并显示酒精度及磁检测状况等功能。 在课程设计指导老师以及同学的帮助和指导下，通过请教问题、查阅资料、检查电路、改正程序，经过如此的多次的纠正和改进，本次的课程设计成果终于是基本上达成了预期的目标，酒精监测和磁检测传感器都能正常工作。 关键字：蓝牙wifi UDP协议 MFC

第二章_无线自组网的物理层技术(修改)(1)

第二章 无线自组网的物理 层技术
许炜阳 weiyangxu@https://www.sodocs.net/doc/be426578.html, 重庆大学通信工程学院 通信工程系

第二章 无线自组网的物理层技术
2.1 物理层技术概述 2.2 无线传输技术 2.3 无线传输自适应技术

2.1 物理层技术概述
物理层的定义
ISO在OSI参考模型中对物理层的定义是：物理层为建 立、维护和释放数据链路实体之间的二进制比特传输的物 理连接，提供机械的、电气的、功能的和规程的特性。物 理层的媒体包括：架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道 等。 ISO在OSI参考模型中说明，物理层是第一层，是整个 开放系统的基础，向下直接与物理传输媒质相连接。物理 层协议是各种网络设备互连时必须遵守的底层协议。物理 层具有对数据链路层屏蔽物理传输介质的特征，以便对高 层协议有更大的透明性。

2.1 物理层技术概述
物理层的主要功能
为数据终端设备提供传送数据的通路：数据通路可以 是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成。一次 完整的数据传输，包括激活物理连接，传送数据，终止物 理连接。所谓激活，就是不管有多少物理媒体参与，都要 在通信的两个数据终端设备间连接起来，形成一条通路。 传输数据：物理层要形成适合数据传输需要的实体， 为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过，二 是要提供足够的带宽(是指每秒钟内能通过的比特数)，以 减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点，一点 到多点，串行或并行，半双工或全双工，同步或异步传输 的需要。

无线自组网设计思路

无线自组网设计思路 1．无线自组网的协议栈描述 根据Ad hoc网络的特征，参考OSI（Open System Interconnect）的经典七层协议模型及TCP/IP的体系结构，一般将Ad hoc网络的协议栈划分为5层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。各层的功能可描述如下： 1.1物理层 物理层的功能包括信道的区分和选择、无线信号的检测和调制/解调等。由于多径传播带来的多径衰落、码间干扰，以及无线传输的空间广播特性带来的节点间的相互干扰，使得Ad hoc网络传输链路的带宽容量很低。因此，物理层的设计目标是以相对低的能量消耗，获得较大的链路容量。为了实现这样的目标，需要采用先进的调制/解调、信道编码、多天线、自适应功率控制、干扰抵消以及速率控制等技术。 1.2数据链路层 MAC子层控制着移动节点对于共享无线信道的访问，它包括两方面功能，一是信道的划分，即如何把频谱划分为不同的信道；二是信道分配，即如何把信道分配给不同的节点。信道划分的方法包括频分、时分、码分或这些方法的组合。在Ad hoc网络中，为了克服无线网络中的隐藏终端和暴露终端的问题，通常采用的信道接入机制包括了随机竞争机制、轮询机制、动态调度机制等。 LLC子层负责向网络提供统一的服务，屏蔽底层不同的MAC方法。具体包括数据流的复用、数据帧的检测、分组的转发/确认、优先级排队、差错控制和流量控制等。 1.3网络层 网络层需要完成邻居发现、分组路由、拥塞控制和网络互连的功能。邻居发现主要用于收集网络拓扑信息。路由协议的作用是发现和维护去往目的节点的路由，将网络层分组从源节点发送到目的节点以实现节点之间的通信。路由协议包括单播路由和多播路由协议，此外还可以采用虚电路方式来支持实时分组的传输。

虚拟计算机网络组网平台的设计与实现

虚拟计算机网络组网平台的设计与实现 随着我国计算机信息技术的快速发展，计算机网络已经成为了人们生活以及工作中不可取代的一部分。为了能促进虚拟工作效率，在很多虚拟中都建立起了家算计网络组平台，但是在实际的虚拟计算机网络组设计过程中，存在很多亟待解决的问题，针对这些问题需要对进行完善和优化。本文就对虚拟计算及网络组网平台的设计与实现进行探讨分析。 在计算机网络工作中，组网知识有着十分重要的作用，所以在虚拟计算机网络组网平台设计中，相关的工作人员要制定科学合理的方案，应该根据所需条件来进行方案设计，这样能使计算机组网平台的构建具备更佳的高效性和安全性。可以先根据企业规模、相关建筑模式等来进行计算机组网搭建方案的设计，对搭建过程中存在的弊端进行有效处理，并对相关计算机网络组网平台运行进行最终测试，以此来实现虚拟计算机组网平台的设计。 一、虚拟计算机网络设计分析 对虚拟计算机网络组网平台的设计，需要先对之前工作过程中出现的问题进行分析，然后在设计时财务相应的设计方案来避免和解决相关问题，以此来使虚拟计算机网络组平台设计方案更加的完善，使该方案的可行性得到切实加强。在进行计算机网络构建的过程中，需要对很多权限的访问进行限制，避免出现虚拟重要信息丢失，或者信息被盗，使整个虚拟计算机网络的经济效益以及正常运行受到影响。在对计算机网络组网进行安全架构的时候，虽然也运用到了内部与外部网络隔离的方式，也采用了因特网以及专用网互相隔离等各种安全防范措施，能对虚拟计算机网络漏洞有一定程度的消除，但是还有很大的改善空间。因为网络通信本身就存在一定的漏洞，且网络通信信息主要是通过电磁波形式进行传播的，一般只需要对通信信息中的电磁波捕捉到，就可以采用特殊的破解手段对其进行破解，进而获得虚拟信息。 但是，只要我们进行智能化检测系统的建立，就能将整个计算机网络的安全性以及完整性很大程度的提高。计算机相较于人力劳动，通常会因为自身原因出现错误，在对智能设备进行引进之后，计算机就能根据既定程序的相关设计要求，对网络安全漏洞进行循环排除，在发现其中问题之后，网路维护人员就能很快接收到相关信息。这样一来计算机网路维护人员的工作量就能得到很大程度的降低，使网络体系安全性得到提升。 在云计算建设工作方面，很多云计算处理人员在管理方面存在很多需要改进的漏洞，地方上的云计算环境下，内部管理是比较薄弱的，内部人员的监控力度亟待体改，且很多操作并没有进项隔断操作，所以很多黑客就会利用这些管理漏洞来对用户的信息进行获取，进而造成信息安全隐患。因此，在虚拟计算机网络组网构建中，应该做好权限以及防火墙的设计。可以将虚拟服务器科学合理的运用于计算机组网构建中，这样就能使虚拟工作人员在对内部开放计算机进行访问的同时，确保对外网站访问的安全性。可以充分利用网络功能来进行防火墙的设

浅谈无人机集群组网通信技术

2019年第7期信息通信2019 (总第199期)INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No199) 浅谈无人机集群组网通信技术 吴超宇'，王明珠张旭东S尹航' (1移动通信国家工程研究中心，广东广州510310；2北京航空工程技术研究中心,北京,100076)摘要：无人机集群通信技术是无人机集群组网的关键技术之一。本文首先介绍无人机技术发展是从军事需求逐步应用到各行各业。随着对无人机作业自主性、智能化、多任务等方面要求的提高，无人机从单机作业发展到机群组网，组网通信也遇到了数据传输量剧增、静态的频谱分配效率不高、机群系统性能下降等问题。根据无人机集群作业需求，提出星型组网、网状自组网和分层混合组网等通信组网模式，并根据无人机集群组网的特点提出认知无人机通信技术、大规模高动态无人机组网路由技术、物理层安全传输技术、能量有效通信技术等关键技术，对无人机集群通信的频谱资源分配、供能受限、物理层通信安全等关键问题给出了可行的解决方法，并对无人机集群通信未来发展趋势做了介绍。 关键词:组网模式;认知通信;能量有效;发展趋势 中图分类号:TN924+.2 文献标识码:A文章编号：1673-1131(2019)07-0128-03 0引言 无人机技术的发展是以军事应用为主要驱动力，最初是作为靶机进行军事训练和试验验证使用，随着无人机技术的发展，逐步应用于情报侦察、通信中继、目标搜索与跟踪和对地攻击等各种作战任务中，并发挥重大作用叫民用无人机得益于军事应用技术发展，广泛应用于抗震救灾、岛礁测绘、极地科考、精准农田管理叭快递物流、城市规划与市政管理等,在国民生产生活中发挥越来越重要的作用。 1无人机集群国内外发展情况 无人机最初主要作为靶机应用，随着无人机应用对自主性、智能化、多任务等方面的要求越来越高，无人机单机作业效能和智能水平已逐渐无法满足任务应用需求叫单机飞行,有限的能量供给限制了飞行距离、作业范围，同时容易遭受各种网络攻击，通信可靠性不高。在此背景下，将多架无人机组成无人机集群通信网络可有效提高无人机通信的可靠性，是未来无人机通信的发展方向。无人机集群主要是依赖于先进开放的通信网络5,无人机之间具备协同交互能力，整个系统呈现群体智能性，单节点具备可替代性叫采用无人机集群技术，可以快速有效的完成任务，同时整个系统具备较强的抗毁性、功能分布化等优势。 尽管无人机集群组网通信具有很大的发展潜力，但也存在着一些关键的具有挑战性的问题。无人机集群组网通信有效解决传统的蜂窝无线网络覆盖不足的问题，但是组网模式需要根据具体环境和作业条件进行选择；无人机集群组网通信作业时，数据传输量剧增，静态的频谱分配效率不高，导致机群系统性能下降;在为了保证通信安全的条件下，一味增加发射功率可获得一定的通信可靠性，但是窃听者也会获得高质量的窃听信号，会降低通信的安全性；此外，机型多样化小型化的趋势下，本身能量受限的无人机将会受到更严峻的供能续航的挑战，对多样化任务长时间作业产生重要影响。以上存在的组网、频谱分配、通信安全及能量供给等，都是值得深入研究的问题。 2无人机集群组网通信技术 无人机集群组网通信是实现无人机集群间实时信息传输的通信手段，特殊的应用环境要求通信网络必须保证稳定可 靠的信息交互，减少通信的延迟，保证信息交互的实时性［6］。无人机集群在执行任务时，单机节点受到破坏，退出机群，使得无人机集群自组网网络架构和拓扑发生变化，无人机集群自组网在满足机群间正常通信需求的同时，还要完成无人机集群网络的动态重构。在某些关键操作上，无人机集群通信网络还必须保证地面操作员能够对无人机任务进行授权和确认。 2.1无人机集群通信需求分析 无人机集群在执行任务时，需要满足无人机实时跟踪定位、遥控遥测、实时任务规划与协调和任务信息传输等功能,所有这些功能都需要稳定、可靠的通信网络。 (1)实时跟踪定位:对无人机实时连续的位置测量。 (2)遥控遥测:对无人机飞行状态和设备状态参数的控制及测量。 (3)实时任务规划与协调:无人机需要根据任务规划和变动，实时进行任务规划信息传输,以及进行无人机间实时任务协同通信。 (4)任务信息传输:无人机任务载荷传感器信息的传输。 2.2无人机集群通信组网模式 无人机的通信方案，由单机控制的点对点地空通信方案,发展到一站多机的点对多点的地空通信组网方案，再到满足无人机集群节点间各种任务信息协同协调自组网宽带通信组网方案。无人机集群组网通信主要有以下三种组网模式。 (1)星型组网 星型组网是以地面中心站为中心基站，空中无人机通信终端为节点，所有节点直接链接到地面中心站，实现地面中心站与所有网络节点间直通；无人机间以地面站为中心进行交互通信。当无人机集群组网节点数目相对较少、无人机执行任务作业的覆盖区域较小，且无人机任务作业相对简单时，星型组网模式比较合适。星型网络结构比较稳定，釆用较简单的路由算法，且规模较小，信息传输的时延小，能够节省网络信道资源，降低能源消耗。 (2)网状自组网 无人机集群网状自组网以地面控制站和空中无人机节点组成，所有节点设备功能相同，都具备终端节点和路由功能。空中无人机节点不能一跳连接到地面中心站时，通过多跳路由到中心站，实现全网所有节点的互联互通。当作战任务较为复杂，无人机集群规模比较大,网络拓扑多变，任务复杂，机间协调通信频繁、作业半径大，自主协同完成任务为主时，适合釆用网状自组网。由于无人机集群网络较复杂，节点间相互通信较为频繁,路由时延要求很小,在远距离节点间进行通 128

中小型网络设计与实现.

《网络设备互联与配置》课程设计说明书 课程名称《网络设备互联与配置》 设计题目中型网络设计与施工 专业班级计算机1221班 学生姓名学号 指导教师华建祥 福建林业职业技术学院自动化工程系

目录 一、网络项目目的及意义 二、网络总体方案设计 1、网络设计拓扑图 2、网络设备选用方案 三、网络综合布线设计 1、信息点统计表 2、系统布线图（六大子系统设计） 3、网络工程设备安装图（配线架编号等） 4、网络工程施工图 5、网络工程预算清单 6、现场模拟布线施工图片 四、网络设备配置 1、VLAN、IP地址规划及分配表 2、二层交换的配置说明(VLAN) 3、三层交换机的配置说明(DHCP ACL ) 4、接入路由器配置说明 5、网络安全及防火墙的配置 五、网络服务器安装及配置 1、windows安装及配置过程说明 2、Linux配置说明 六、个人体会及建议 七、参考资料 附:设计图纸及相关说明材料。

一、网络项目目的及意义 项目：网络工程综合搭建； 意义：本项目涉及交换机基本配置、VLAN配置、端口聚合、OSPF路由协议、端口安全、防范ARP攻击、基于事件ACL等；路由器基本配置、RIP及OSPF路由协议、路由重分布、分发列表、ACL、DHCP等协议配置。在学习的过程应注重掌握项目综合调试方法及步骤，理解工程项目调试精髓。 二、网络总体方案设计 三、网络综合布线设计 2、系统布线图（六大子系统设计） 四、网络设备配置 五、网络服务器安装及配置 1、windows安装及配置过程说明 DHCP服务器的配置步骤： 两台主机通过交叉线相连，或两台主机与交换机相连。DHCP服务器为windows 2000 server及更高版本操作系统，客户机为WINDOW系列（如windows 2000 professional)操作系统。 1．配置的参数要求 DHCP服务器的IP地址：192.168.1.101 DHCP服务器的子网掩码：255.255.255.0 DHCP服务器能够提供的IP地址的范围为：192.168.1.36到192.168.1.85 192.168.1.90到192.168.1.99 DHCP服务器提供的IP地址的子网掩码为：255.255.255.0

一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型

一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型 摘要:简述Ad Hoc的概念,提出了一种采用Ad Hoc技术的无人机自组网系统模型,并介绍其组成原理、工作方式、应用特点。分析了无人机自组网系统模型的几个技术难点并提出了相应解决方案。最后介绍了欧美国家无人机自组网的发展情况。 关键词:Ad Hoc 无人机自组网路由协议 1 引言 无人机在现代战争中的作用越来越重要,无人机具有体积小、机动性强、成本低等优点,已经广泛的应用于战场侦察、地形勘探等领域。当一组无人机群实现自组网,其战斗力将有质的飞跃,本文介绍一种采用Ad Hoc技术来实现无人机的组网的实现模型,是目前该领域热点技术之一。 2 Ad Hoc网络介绍 Ad Hoc网络是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络, 又称为多跳网(multi- hop network) 、无基础设施网( Infrastructurelessnetwork) 或自组织网( self- organizing network) [1]。整个网络没有固定的基础设施, 每个节点都是移动的, 并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中, 由于终端无线覆盖取值范围的有限性, 两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器, 它们能完成发现并且维持到其它节点路由[2]。 无线Ad Hoc网络在很多方面区别于其他通信网络[3],表现在: ①移动自组织。除了网络节点外没有固定的基础设施, 每个节点都具有路由功能, 支持随时随地通信, 能自发组建移动网络; ②动态拓扑。节点可以自由的加入或者离开ad hoc 网络, 这导致网络拓扑结构频繁变化; ③无线多跳通信。由于无线信号的衰减特性, 无线通信范围外的通信需要由中间节点( 普通节点)完成路由转发功能; ④完全分布式。Ad Hoc网络是由对等节点构成的网络, 不存在中心控制, 管理和组网都非常简单灵活; ⑤严格的资源限制。有限的带宽和能源是所有无线网络的普遍特征,但由于无线Ad Hoc网络没有基站的支持, 依靠有限的能量提供路由转发功能。 3 无人机自组网系统模型

基于无线自组网技术的监控系统设计

基于无线自组网技术的监控系统设计 摘要：设计一套基于无线自组网技术的监控系统，旨在对运输及库存中的重要产品进行远距离监控，避免繁琐的人工管理过程。从通信组网、硬件设计方面介绍了初步方案设计，拟利用短距离、低耗的WSN 实现相对静止空间内的组网，利用MANET 实现相对运动时的组网，以实现全国范围内的，信息传递时间小于5 分钟的动态监控网络。 无线传感器网络（WSN）和移动自组织网络（MANET）是无线自组织网络技术中由于应用场合、移动特性、寻址方式等的不同而产生两个分支，它们的网络均由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力的节点组成[1].这些网络适应了应用中对网络和设备移动性的要求，从而引起关注，并在20 世纪90 年代以后获得广泛的认可和研究。历经十几年，WSN 和MANET 在国外军事通信和民事通信领域发展迅速，已展现出作为未来Internet 重要组成部分的不可阻挡的趋势。 笔者提出基于无线自组网技术的监控系统的设计，旨在实现对某些重要产品在全国范围内的库存、运输过程中的数量、位置以及各种状态进行持续地监控，避免繁琐的人工管理过程，提高管理效率。 良好的通信系统设计是本系统关键，其涉及地面运输和库存，在运输车厢内及库房时产品活动空间不大，位置相对静止，信息传递需要短距离、低耗方式，而在运输过程中，需要远距离传输将信息传送至监控中心，并且当多种产品处于不同的运输工具中时，各运输工具之间的信息交互需要动态联网方式，以提高在屏蔽地点信号传输能力。因此提出WSN、MANET 及传统通信技术相结合的方式作为本系统网络通信手段。 1 理论分析 1.1 系统目标 本系统需监控产品在全国范围内的车载和库存状况。车载时，车厢内的节点相对于车静止，各车之间相对运动；库存时，节点之间，库房之间均是相对静止。笔者主要针对运输过程中的监控进行探讨。为了实现长时间大范围内持续监控，系统硬件设计分为3 部分，包括监控终端、监控中继及监控中心。 其中监控终端的指标： 1）位置：处于产品相同空间内； 2）电池工作时间：1 年或更长时间； 3）通讯接口：无线网络； 4）监测内容：温度、移动、开箱、电池电压、距离等。 主要功能：平时处于低功耗休眠状态，监测到异常信号或定时时间到则退出休眠状态，发射状态信息到中继基站。 监控终端是整个监控系统的核心装置，其低功耗、小型化、健壮性设计是关键点。由于产品位置是动态变化的，不适合有线传输，并且为了避免经常性地更换电池，必须保证低功耗工作，因此终端节点之间采用短距离、低耗无线通信方式，而无线传感器网络作为未来改变世界的十大技术之一、全球未来四大高技术产业之一，有显着的低功耗特点，并且布署灵活，成本低廉，因此监控终端组成WSN. 由于WSN 是短距离通信，因此需中继基站将终端信息进行转发，中继指标如下： 1）位置：库房或运输车上； 2）电源：220 V 交流或12 V 直流； 3）与终端通讯接口：无线接口； 4）与监控中心通讯接口：以太网、GPRS、卫星通讯； 5）自组网：MANET. 主要功能： 1）接收终端监测数据，并转发到监控中心； 2）接收监控中心命令并转发监控中心对监控终端的命令； 3）由于监控终端损坏或电池断电等，导致中断基站在设定时间内不能与其联系，则向监控中心发送报警信号； 4）某监控中心离中继基站太远（如超过1 km），则向监控中心发送报警信号； 5）运输过程中的定位； 6）运输过程中在信号屏蔽地点，利用MANET 进行信息传递与发送。

无人机通信链路组网方案设计

本科毕业论文题目：中小型固定翼无人机组网通信链路方案设计 学员姓名：易骁迪学号：仿真工程 培养类型：合训类专业：200909012035 所属学院：指挥军官基础教育学院年级：2008级 指导教员：张代兵职称：副研究员 所属单位：机电工程与自动化学院自动化研究所 国防科学技术大学训练部制

目录 目录 ...................................................................................................................... I 摘要 . (i) ABSTRACT .............................................................................................................. i i 第一章绪论. (1) 1.1课题研究背景 (1) 1.2国内外研究进展 (2) 1.2.1国外无人机系统通信组网发展情况 (2) 1.2.2无人机组网通信技术现状 (4) 1.3研究内容与组织结构 (6) 第二章无人机通信组网关键技术 (8) 2.1 无人机通信系统简介 (8) 2.2无人机MANET无线自组网技术 (9) 2.2.1 无人机MANET网的特点 (9) 2.2.3 无人机MANET网络的典型应用 (11) 2.3基于MANET自组网的路由协议简介和分析 (12) 2.3.1无线自组网路由协议 (12) 2.3.2无线自组网路由协议的分类 (13) 2.3.3几种自组网路由协议的简介 (16) 2.3.4性能比较 (19) 2.4 本章小结 (22) 第三章无人机通信组网方案设计 (23) 3.1各种条件下的无人机组网需求分析 (23) 3.1.1 战场无人机网络模型 (23) 3.1.2各种条件下对无人机组网的要求 (24) 3.2 IP920电台简介 (25) 3.1.1IP920电台的性能指标 (25) 3.1.2IP920电台工作模式和网络拓扑简介 (28)

工业控制组网与组态技术

工业控制组网与组态技 术 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.

《工业控制组网与组态技术》教学大纲 课程代码：01ANN803适用专业：自动化专业 56学时其中实践56学时 教学时 数： 一、课程简介及基本要求 本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（Human Machine Interface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。 二、课程实验目的要求 通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300 PLC工程实例，达到一定运用能力。 三、主要仪器设备 I／A S小型集散控制系统、过程控制实验装置 四、实验方式与基本要求 1、试验方式：综合设计

2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法 五、考核与报告（小四号黑体字） 1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试(大作业)相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩 2、成绩评定：平时成绩（20%）+实训操作成绩（30%）+期末成绩（50%） 3、报告填写要求：不少于6次 六、实验项目设置与内容（小四号黑体字）

七、教材及实践指导书 1、使用教材：陈在平．《工业控制网络与现场总线技术》第三版．机械工业出版社．2006年．

2、参考教材： 杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008． 何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002年.

网络综合布线系统设计与组网原理

信息与电气工程学院 课程设计说明书（2011/2012学年第一学期） 课程名称：网络综合布线课程设计 题目：主教楼综合布线系统设计及组网实现专业班级：通信工程08-01 学生：############################### 指导教师：$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 设计周数：2周 设计成绩： 2011年12月23日

前言 人们需要网络，因为人们需要信息；人们离不开网络，因为人们离不开信息交流。在信息社会中，一个现代化的建筑物，除了具有、传真、空调、消防、电源、照明线路之外，计算机网络通信线路更是不可缺少。在数字化的信息社会中，无论是在办公室、家里、银行或是商场，代表数字化网络通信的缆线正像常青藤一样到处蔓延。为了使延伸的网络通信缆线不至于造成泛滥而无法控制，广大从业人员开始注意到综合布线的重要性。 综合布线系统GCS (Generic Cabling System)就是信息时代的这样一个必然产物。它正以其鲜明的特点和优势逐步取代传统专业布线，信息技术领域已经越来越多地意识到综合布线系统的重要性。综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物或建筑群之间的信息传输通道。通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。结合本学期对《网络综合布线》这门课程的学习，为了能更好的掌握本课程，现对本学校主教楼进行布线及组网实现，具体的方案如下。 一﹑课程设计的目的 1.1 设计的目的 课程设计是工科学生必不可少的一个综合性实践环节，是课程学习后的一个综合性实践环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充。它主要培养学生综合运用已学过的理论和技能去分析和解决实际问题的能力，对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。 本课程设计是在学完“网络综合布线系统”课程之后综合利用所学综合布线知识完成一项综合布线工程的设计任务，研究确定实施方案并进行部分工程的实施，从而加深对弱电系统与综合布线的原则、特点、施工组织方法等基本知识的理解，获得初步的应用经验，了解解决实际问题的一般过程，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识去解决实际工程设计问题的能力。为走出校门从事网络综合布线的相关工作打下基础。 1.2设计的主要任务 本次课程设计的主要任务是对本学校主教楼综合布线系统设计及组网实现，根据主教学楼中1层至6层各房间的具体结构,依据主教楼的使用要求,对各子系统进行设计。确定每个房间信息口的数量、类型和位置，依据设定的信息点的数目，计算出所用线缆数量，估算本

无线自组网的学习总结

无线自组织网的路由协议性能分析 1.什么是自组织 混沌系统在随机识别时形成耗散结构（什么是耗散结构？系统在远离平衡态条件下, 通过与外界进行交换及组分间非线性关系所形成的一种新型有序组织结构。）的过程被定义为自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织，就是他组织；如果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调地自动地形成有序结构，就是自组织。 2.什么是无线自组织网 无线自组织网络即MANET(Mobile Ad Hoc Network)，是一种不同于传统无线通信网络的技术。传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站的支持，进行数据的转发和用户服务控制。而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时，由其他用户节点进行数据的转发。这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如战场的单兵通信系统。但无线自组织网络也存在网络带宽受限、对实时性业务支持较差、安全性不高的弊端。目前，国内外有大量研究人员进行此项目研究。 无线自组织网络(mobile ad-hoc network)是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网络。其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信息流。通常节点具有持续的能量供给。 3.自组织网的无线路由协议 路由器提供了异构网互联的机制，实现将一个网络的数据包发送到另一个网络。而路由就是指导IP数据包发送的路径信息。路由协议就是在路由指导IP数据包发送过程中事先约定好的规定和标准。 路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由器协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。 3.1主动路由 主动路由的路由发现策略与传统路由协议相似主动路由的路由发现策略与传统路由协议类似，节点通过周期性地广播路由信息分组，交换路由信息，主动发现路由。同时，节点必须维护去往全网所有节点的路由。它的优点是当节点需要发送数据分组时，只要去往目的节点的路由存在，所需的延时很小。缺点是主动路由需要花费较大开销，尽可能使得路由更新能够紧随当前拓扑结构的变化。然而，动态变化的拓扑结构可能使得这些路由更新变成过时信息，路由协议始终处于不收敛状态。 在自组网路由协议的研究初期，主要思路是修改有线网络的路由协议以适应在自组网环境中运行。这些路由协议大多属于主动路由。在下面的各种主动路由协议的过程描述中，将着重说明如何对传统路由协议的改进以适应自组网环境中运行。 3.1.1 DSDV DSV(destination-sequenced distance-vector)协议是在DVA基础上进行改进设计的。它被认为是最早的自组网路由协议。DSDV的特点是采用了序列号机制用于区分路由的新旧程度，防止DVA可能产生的路由环路。它的缺点是不适应变化速度快的自组网，不支持单向