基于WirelessHART技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)書

基于WirelessHART技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)書一、任務(wù)背景隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測與控制，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率與安全。傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用有線連接方式，但存在布線成本高、安裝維護困難等問題，同時由于電纜線的使用，操作人員在應(yīng)急情況下通常不能迅速離開現(xiàn)場。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用。其中，WirelessHART（無線哈特）技術(shù)是一種最為成熟、廣泛應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于化工、電力、能源、水處理、制藥、食品等各領(lǐng)域。本任務(wù)書旨在設(shè)計一個基于WirelessHART技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以滿足工業(yè)自動化系統(tǒng)對于實時監(jiān)測與控制的需求。二、任務(wù)要求1.系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計包括無線傳感器節(jié)點、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)、遠程監(jiān)測控制終端等。（1）無線傳感器節(jié)點設(shè)計通過對生產(chǎn)環(huán)境中的溫度、壓力、濕度、液位等參數(shù)的檢測實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，同時要滿足WirelessHART技術(shù)的要求，具備低功耗、可靠性高、擴展性好等特點。（2）數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)設(shè)計接收無線傳感器節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并進行處理、存儲、分析等操作，要求具有穩(wěn)定性、高效性、良好的網(wǎng)絡(luò)連接能力等特點。（3）遠程監(jiān)測控制終端設(shè)計實現(xiàn)對無線傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行監(jiān)視、遠程控制等功能，具備易用性、界面友好、安全可靠等特點。2.系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括嵌入式系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議程序、數(shù)據(jù)采集與處理軟件等。（1）嵌入式系統(tǒng)軟件負責(zé)實現(xiàn)無線傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸?shù)裙δ?，要求具備低功耗、高效性、穩(wěn)定性、可靠性等特點。（2）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議程序?qū)崿F(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議棧、路由協(xié)議、數(shù)據(jù)安全等功能。（3）數(shù)據(jù)采集與處理軟件實現(xiàn)對無線傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行分析、顯示、存儲等等操作，能夠滿足遠程監(jiān)視與控制的需求。3.系統(tǒng)集成與測試系統(tǒng)集成包括整體系統(tǒng)驗收和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的測試工作。要求對系統(tǒng)各個部分進行測試和評估，確保系統(tǒng)能夠達到設(shè)計要求。4.系統(tǒng)文檔編寫與提交包括設(shè)計方案、系統(tǒng)實現(xiàn)文檔、測試報告等。三、參考材料1.《WirelessHART無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用手冊》2.《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》（第2版）3.《工業(yè)自動化系統(tǒng)及現(xiàn)場總線技術(shù)》（第四版）4.《嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計與實踐》四、評估標準1.硬件設(shè)計符合WirelessHART標準，滿足實際應(yīng)用需要；2.軟件設(shè)計實現(xiàn)簡單、代碼規(guī)范、可讀性高；3.系統(tǒng)集成測試有序、完備，不存在硬件或軟件故障；4.系統(tǒng)文件齊全、內(nèi)容清晰、格式規(guī)范；5.系統(tǒng)功能齊全、性能穩(wěn)定、操作簡單。五、任務(wù)分工1.負責(zé)無線傳感器節(jié)點設(shè)計和硬件編寫的人員2.負責(zé)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)設(shè)計和軟件編寫的人員3.負責(zé)遠程監(jiān)測控制終端設(shè)計和軟件編寫的人員4