基于Zigbee技术的防溺水系统设计

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摘 要：针对近年来溺水事故频繁发生的情况，设计了一种基于Zigbee技术的防溺水系统。该系统利用Zigbee技术、GPRS等物联网技术，采用CC2530模拟了防溺水系统各个节点之间的通信，在各个易发生事故的水域提供实时监控、定位跟踪、信息实时传送等服务。初步应用结果表明，采用该系统可以有效防止溺水事故的发生。

关键词：Zigbee；防溺水系统；局域网协议；数据传输服务

中图分类号：TN92 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.011

我国夏季各地市普遍高温，尤其是暑假期间，一些中、小学生常前往江、河、湖等天然水域游泳，常发生溺水事件。近年来，在全国各地的中、小学校园安全事故中，主要以溺水和交通事故为主，两类事故的数量占全年各类事故总数的50.89%.

1 系统方案设计

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术属于一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是通信近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率，主要适用于自动控制和远程控制领域，可嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。

Zigbee协议采用分层结构，协议的每一层为其上一层提供一系列透明的特殊服务，比如数据传输服务、网络控制服务等。层与层之间通过服务接入点（SAP）连接，每个SAP都支持一定数量的服务，从而实现所需的功能。在协议栈中，所有数据通信都用帧的格式组织，每一层都有特定的帧结构。比如，当应用程序需要发送数据时，通过APS的数据服务发送请求到APS子层，然后在以下的每一层都会为其附加由各层帧头组成的帧信息。

GPRS是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service）的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS是GSM的延续，它与以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）的方式来传输的。因此，使用者所负担的费用是以其传输资料为单位计算的，并非使用其整个频道，从理论上看较为便宜。GPRS的传输速率可达56～114 kBps。

2 系统结构设计

该系统的结构设计如图1所示。系统分为感知层、服务器层、

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