基于Zigbee 的无线传感器网络在铁路上的新应用

林春梅，杨 云，黄祖宁，朱贤浩，聂敏林，张 旭

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近年来，随着社会经济和铁路的飞速发展，不同类型的铁路沿线自然灾害也在发展、变化，特别是重大、特大灾害事故如泥石流、山洪发生的频率越来越快，处置的难度越来越高，给人们的铁路安全出行等带来极大影响。现代社会的铁路沿线需要建立一个有效而可靠的安全保障系统，提高监测和预警各类自然灾害的能力。下文在研究传感器网络在铁路领域内的应用的基础上，设计了一个基于ZigBee的无线传感器网络为无线通信方式的监测与预警系统。该系统主要是对自然灾害在沿线铁轨造成的侧移量、覆盖量和下沉量进行监测。

1 Zigbee技术

Zigbee是基于 IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议的一种中短距离的双向无线通信技术，可以嵌入各种设备，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间接性数据和低反应时间数据传输的应用，如数据采集、工业监控、楼宇自动化、安防、环境数据采集等。它是一种高可靠的无线数传网络，其数传模块类似于移动网络基站，通信距离可以无线扩展。

Zigbee技术的主要特点：

（1）低功耗。在低耗电待机模式下，2节普通5号干电池可使用半年到2年。

（2）低成本。Zigbee模块的初始成本约6美元，而且还在降价，Zigbee协议是免专利费的。

（3）可靠性。使用了免碰撞机制和重发机制，同时预留了专用时隙需要固定带宽的通信业务，避免了数据传输时竞争和冲突，MAC层采用了完全确认的数据传输模式。……