04097982+Using ZigBee Wireless Network to Transfer

8/7/2019 04097982+Using ZigBee Wireless Network to Transfer

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P r o c e e d i n g s o f t h e 2 0 0 6 I E EEI n t e r n a t i o n a l C o nf e re n c e o n I n f o r m a t i o n A c q u i s i t i o nA u g u s t 2 0 - 2 3 , 2 0 0 6 , W e i h a i , S h a n d o n g , C h i n a

U s i n g Z i g B e e W i r e l e s s N e t w o r k t o T r a n s f e rW a t e r - S l u d g e I n t e r f a c e D a t a1 ' 2 S u n J i n s h e n g , 2 W a n g N i n g a n d 2 L i u L i p i n g

S c h o o l o f M e c h a n i c a l & E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g S c h o o l o f I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n gD a l i a n N a t i o n a l i t i e s U n i v e r s i t y H e b e i P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t yD a l i a n , L i a o n i n g 1 1 6 6 0 0 , C h i n a T a n g s h a n , H e b e i 0 6 3 0 0 9 , C h i n aS u n j i n s h e n g ( h e u t . e d u . c n K y w n 7 7 ( h e u t . e d u c nA b s t r a c t - T h i s p a p e r p o i n t s o u t t h e d i s a d v a n t a g e s o f a o t h e r s e a s i l y T h e s y s t e m i s n o t c o m p a t i b l e a n d d i f f i c u l t t of o r m e r l y p r o p o s e d d a t a t r a n s f e r m e t h o d u s e d i n t h e m o n i t o r i n g e x t e n d .s y s t e m o f WTP. A d a t a t r a n s m i t s o l u t i o n w h i c h u s e s Z i g B e e 3 ) T h e m o d u l e s o n l y h a v e t h e f u n c t i o n o f d a t a c o n v e r t i n gw i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n s t a n d a r d i s p r o p o s e d . T h e t e c h n i c a l a n d t r a n s m i s s i o n , b u t c a n n o t s t o r e d a t a , i f t h e d a t a c a n n o tc h a r a c t e r i s t i c o f Z i g B e e t e c h n o l o g y i s i n t r o d u c e d . T h e h a r d w a r e t r a n s f e r n o r m a l l y , i t w i l l b e l o s t .s t r u c t u r e a n d s o f t w a r e d e s i g n a r e p r e s e n t e d . T h e p a p e r

e m p h a s i z e s o n t h e i m p l e m e n t a t i o n o f Z i g B e e p r o t o c o l a n d d a t a I I . GENERAL D E S I G N U S I N G ZIGBEEc o m m u n i c a t i o n f l o w . T h e e x p e r i m e n t a l a n d a p p l i c a t i o n r e s u l t sh a v e s h o w n t h a t Z i g B e e t e c h n o l o g y i s s u i t a b l e f o r t h e w i r e l e s s T o i m p r o v e t h e s y s t e m m e n t i o n e d a b o v e , t h i s p a p e rd a t a t r a n s m i s s i o n i n t h e e n v i r o n m e n t o f WTP. T h e r e l i a b l e p r o p o s e s t h a t u s i n g Z i g B e e w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o lt r a n s m i s s i o n o f d a t a t o t h e c o n t r o l c e n t e r o f W T P h a s b e e n t o t r a n s f e r w a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e d a t a . T h e w h o l e s y s t e m i sr e a l i z e d i n s o m e i n - s i t u a p p l i c a t i o n s . d e s i g n e d o f a s t a r t o p o l o g y n e t w o r k a n d w o r k e d a t a w a k e - u po n - d e m a n d c o m m u n i c a t i o n mode t o r e d u c e t h e p o w e rI n d e x T e r m s - Z i g B e e , W i r e l e s s n e t w o r k , S e n s o r n o d e , W T P c o n s u m p t i o n . I t c o nt a i n s f ou r s e n s o r n o d e s (RFD d e v i c e s ) a n do n e c o o r d i n a t o r ( F F D d e v i c e ) . T h e s e n s o r n o d e s a r e p o w e r e db y b a t t e r y . T h e d a t a c o l l e c t i n g i s c o n t i n u o u s , a n d t h e n o d e s 'T h e d a t a o f w a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e i s a c r u c i a l p a r a m e t e r power c o n s u m p t i o n s h o u l d b e v e r y l o w . Z i g B e e t e c h n o l o g yt o t h e p e r f o r m a n c e o f w a s t e w a t e r t r e a t m e n t i n t h e WTP. T o j u s t m e e t s t h i s n e e d . T h e c o o r d i n a t o r n o d e t r a n s m i t s d a t a t o ae n s u r e t h e d r a i n e d w a t e r ' s q u a l i t y a n d t h e b a c k f l o w s l u d g e ' s PC t h r o u g h R S - 4 8 5 . T h e t r a n s f e r d i s t a n c e o f Z i g B e e w i r e l e s sd e n s i t y , we n e e d t o e x a m i n e t h e d a t a u s i n g a w a t e r - s l u d g e n e t w o r k i s b e t w e e n 7 0 3 0 0 m , a n d i t i s e n o u g h t o t h ei n t e r f a c e g a u g e a n d t r a n s m i t t o c o n t r o l c e n t e r o n - l i n e . T h e a p p l i c a t i o n r e q u i r e m e n t . T h e t r a n s m i s s i o n s y s t e m i s c o m p o s e di n t e r f a c e g a u g e c i r c l e s a r o u n d t h e c e n t e r o f s e d i m e n t a t i o n t a n k o f l o w p o w e r c o n s u m p t i o n MCU a n d RF t r a n s c e i v e r . T h ew i t h t h e mud s c r a p e r , s o t h e w i r e d d a t e t r a n s m i s s i o n i s v e r y s y s t e m s c h e m a t i c v i e w i s s h o w n i n F i g . 2 .d i f f i c u l t . B a t t e r y P o w e r S u p p l yT o s o l v e t h e s e p r o b l e m s , s o m e a r t i c l e s p r o p o s e d t o u s ew i r e l e s s d a t a t r a n s m i s s i o n m o d e w h i c h i s s h o w n i n F i g . 1 [ 1 ] . . FP l a n t M c C U nro IT h e h a r d w a r e s t r u c t u r e c o n t a i n s w i r e l e s s d a t a t r a n s m i t t i n g UI l U RFm o d u l e a n d r e c e i v i n g m o d u l e . T h e t r a n s m i t t i n g m o d u l e i s S e n s o r AD C T r a n s cc o m p o s e d o f t h e a n a l o g i n p u t m o d u l e ADAM4012 a n d I l M e m o r y I e i v e rw i r e l e s s d a t a t r a n s c e i v e r ADAM4550. T h e r e c e i v i n g m o d u l e _ I . Ji n c l u d e s ADAM4550 w h i c h i s u s e d t o c o n v e r t t h e r e c e i v i n g 2 . 4 G H zd a t a t o a s e r i a l d a t a t r a n s f e r r e d t h r o u g h R S - 4 8 5 t o a P C . C o n r oR S 4 8 5 U n i t Tas

y ~ ~~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~~~~~eoy e i v e rMCU

4 0 1 2 R S - 4 8 4 5 5 0 45MADAM S4 F i g . 2 W i r e l e s s t r a n s m i s s i o n s y s t e m u s i n g Z i g B e eI I I . ZIG BE ETECHNOLOGY SUMMARY

F i g . 1 A f o r m e r w i r e l e s s t r a n s m i s s i o n s y s t e m Z i g B e e i s a g r o u p o f p r o t o c o l w h i c h i s d e v e l o p e d b a s e dT h s s s e * a oedsavnae sflos o n I E E E 8 O 2 . 1 5 . 4 w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n s t a n d a r d . I t h a s1 ) T h e d e v i c e s h a v e v er y h i g h p o w e r c o n s u m p t i o n a n d b e e n d e s i g n e d t o p r o v i d e t h e f o l l o w i n g f e a t u r e s [ 2 , 3 ] :c o s t . 0 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~Low p o w e r c o n s u m p t i o n2 ) T h e c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o l i s d e v e l o p e d b y d i f f e r e n t 0 Low c o s t ( d e v i c e , i n s t a l l a t i o n , m a i n t e n a n c e )c o m p a n y s o t h a t t h e w h o l e s y s t e m c a n n o t c o o p e r a t e w i t h 0 L o w d a t a r a t e0 Low p r o t o c o l c o m p l e x i t y1 - 4 2 4 4 - 0 5 2 9 - 7 / 0 6 / $ 2 0 . O O 2 0 0 6 IEEE 4 7 3


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* S h o r t t o m e d i u m r a n g e 0 T h e r e d u c e d f u n c t i o n d e v i c e ( R F D ) c a r r i e s l i m i t e d* H i g h d e n s i t y o f n o d e s p e r n e t w o r k ( a s s p e c i f i e d b y t h e s t a n d a r d ) f u n c t i o n a l i t y t o l o w e rT h e g o a l o f t h e s t a n d a r d i s t o m e e t t h e r e q u i r e m e n t s f o r c o s t a n d c o m p l e x i t y .w i r e l e s s h o m e c o n t r o l , i n d u s t r i a l a u t o m a t i c c o n t r o l a n d Z i g B e e s t a c k i s c o m p a c t , s o t h e h a r d w a r e i s r e q u e s t e dr e m o t e c o n t r o l . I t c a n b e b u i l t i n m o s t o f i n s t r u m e n t s , a n d a l s o c o m p a r e d s m a l l . I t r e q u e s t s a s f o l l o w s :s u p p o r t g e o g r a p h y p o s i t i o n . 0 8 - b i t MCU, e . g . 8 0 c 5 1I E E E 8 0 2 . 1 5 . 4 i s a l o w r a t e w i r e l e s s P e r s o n a l A r e a 0 F u l l p r o t o c o l s t a c k ROM


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v o l t a g e s i g n a l b y I / V , t h e n s e n d t o a n a n a l o g u e o u t p u t c h a n n e l b e t w e e n n e t w o r k c o o r d i n a t o r a n d PC s e r i a l - p o r t . T h e s o f t w a r eo f P I C 1 8 F 4 6 2 0 MCU. A f t e r p r o c e s s i n g b y t h e MCU, t h e i s d e s i g n e d t o m o n i t o r t h e s e r i a l p o r t t o r e a l i z e t h e t r a n s m i t t i n gs i g n a l t r a n s f e r s t o CC2420 t h r o u g h S P I i n t e r f a c e t o r e a l i z e t h e a n d p r o c e s s i n g o f s e n s o r d a t a r e a l t i m e . I t a l s o d e f i n e s f o u rd a t a t r a n s m i s s i o n f r o m MCU t o w i r e l e s s t r a n s c e i v e r . T h e n d a t a b a s e s t o s t o r a g e t h e d a t a f r o m t h e f o u r d i f f e r e n t w a t e r -CC2420 m o d u l a t e s t h e r e c e i v e d s i g n a l i n t o 2 . 4 G H z w i r e l e s s s l u d g e i n t e r f a c e s e n s o r n o d e s .s i g n a l a n d s e n d s i t . T h e d e v e l o p m e n t o f Z i g B e e w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o nEEP ROM P o w e r s o f t w a r e i s b a s e d o n M i c r o c h i p Z i g B e e s t a c k V 1 . 0 - 3 . 3 a n dF l a s h M e m o r y | m a n a g e n e n tr d e v e l o p e d i n M P L A B IDE [ 9 ] . A p p l i c a t i o n l a y e r o f Z i g B e e- - F l a s h M e m o ' y _ _ management s t a c k i s p r o g r a m m e d i n C l a n g u a g e . V e r s i o n 1 . 0 - 3 . 3 o f t h eC C 2 4 2 0 M i c r o c h i p S t a c k o f f e r s t h e f o l l o w i n g f e a t u r e s [ 1 0 ] :R f C O T 1 & I 3 C K J C S n R _ P 0 B a s e d o n v e r s i o n 1 . 0 o f t h e Z i g B e e s p e c i f i c a t i o nR C 5 / S D O 1 0 S i f o [DADT 1cmieR C 4 / S D I / S D A S O R _ N A u t o m a t i c s u p p o r t f o r M P L A B 9 C 1 8 c o m p i l e rR C 3 / S C K / S C L 0 1 S C L K 0 P o r t a b l e a c r o s s a l l P I C 1 8 f a m i l y m i c r o c o n t r o l l e r sI NSensor S u p p o r t s C h i p c o n CC2420 a n d U B E C UZ2400R A 2 / A N 2 / V R C i r c u i t | 2 . 4 G H z RF t r a n s c e i v e r sP I C 1 8 F 4 6 2 0 4 - 2 O m A 0 S u p p o r t s n o n - s l o t t e d s t a r , c l u s t e r t r e e , a n d m e s h

F i g . 4 H a r d w a r e s t r u c t u r e o f s e n s o r n o d e n e t w o r k t o p o l o g i e s* I m p l e m e n t s R FD a n d FFD d e v i c e s , s u p p o r t i n gC o o r d i n a t o r w i l l d e m o d u l a t e t h e s i g n a l t o g a i n w a t e r - Z I g B e m e n C o o r d i n a t o r s , D Z i B e e c R o u t e r s p a n d i n ds l u d g e i n t e r f a c e d a t a f r o m s e n s o r n o d e , a n d o u t p u t t h e d a t a t o D i v i c e sP I C i 8 F 4 6 2 0 t h r o u g h S P I . A f t e r t h e r e c e i v e d d a t a i s p r o c e s s e d , 0 D e f a u l t s u p o r t f o r n o n - v o l a t i l e n e i g h b o r a n dP I C i 8 F 4 6 2 0 w i l l t r a n s m i t t h e m e a s u r e d d a t a ( T T L s i g n a l ) t o b i d t a b lMAX485 c h i p w h i c h i s c o n n e c t e d t h r o u g h S C I w i t h i t . A f t e r b i n dng t a b e sS u p p F o r t s u p t o 2 5 4 c h i l d d e v i c e s p e r FFD i n ac o n v e r t i n g t o R S - 4 8 5 s i g n a l , s e r i a l c o m m u n i c a t i o n w i l l n e t w o r kt r a n s m i t t h e w a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e d a t a t o t h e PC o f c o n t r o l Z i g B e e d e f i n e s t w o d a t a f r a m e f o r m a t s , t h e K e y V a l u ec e n t e r . T h e h a r d w a r e s t r u c t u r e i s s h o w n i n F i g . 5 . P a i r ( K V P ) f r a m e f o r m a t a n d t h e MSG f r a m e f o r m a t . B o t hEEPROM DC P o w e r f r a m e f o r m a t s a r e a s s o c i a t e d w i t h a c l u s t e r I D , b u t KVP| F l a s h M e m o r y s u p p l y f r a m e s a re d e s i g n e d t o t r a n s f e r o n e p i e c e o f i n f o r m a t i o na s s o c i a t e d w i t h a n a t t r i b u t e u s i n g a s t r i c t s t r u c t u r e , w h i l e MSGC C 2 4 2 0 \ / f r a m e s t r a n s f e r i n f o r m a t i o n u s i n g a f r e e f o r m s t r u c t u r e . T h eR C 5 / S D O =CSn R F P - C S p r o f i l e f o r t h e a p p l i c a t i o n w i l l s p e c i f y w h a t f r a m e f o r m a t sR C 4 / S D I / S D A so R _ N s h o u l d b e u s e d t o t r a n s f e r w h a t i n f o r m a t i o n a n d t h e f o r m a t o fa n y MSG f r a m e s . Due t o t h e d i f f e r e n c e i n f r a m e f o r m a t , aR C 6 > 0 R c l u s t e r n o t may c o n t a i n b o t h KVP f r a m e s a n d MSG f r a m e s .R C 7 M4D Ct o a PC A KVP f r a m e c o n t a i n s t h e f o l l o w i n g i n f o r m a t i o n :0 T r a n s a c t i o n S e q u e n c e N u m b e rF i g . 5 H a r d w a r e s t r u c t u r e o f c o o r d i n a t o r n o d e 0 C o m m a n d T y p e a n d A t t r i b u t e D a t a T y p e* A t t r i b u t e I DDue t o t h e s p e c i a l e n v i r o n m e n t o f w a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e 0 E r r o r C o d e ( o p t i o n a l )g a u g e p l a c e d i n , t h e s e n s o r n o d e u s e s b a t t e r y t o s u p p l y p o w e r , 0 A r i b u t eD a t i a l ea n d t r a n s m i t s t h e d a t a e v e r y 1 O s , t h e n c o m e s t o d o r m a n c y t o T h e i C o m m a t y i n d i a t e s w t p ir e d u c e s s y s t e m c o n s u m p t i o n g r e a t l y a n d p r o l o n g t h e s e n s o r spe t o m d T h t h e a m p l e , t hn o d e ' s l i f e . ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ s u p p o s e d t o d o w i t h t h e i n f o r m a t i o n . F o r e x a m p l e , t h en o d e ' s l i f e . command S e t r e q u i r e s t h e r e c i p i e n t t o s e t t h e v a l u e o f t h e

B . D e s i g n o f d a t a t r a n s m i s s i o n s o f t w a r e a t t r i b u t e i n d i c a t e d b y A t t r i b u t e I D t o t h e v a l u e i n A t t r i b u t eD a t a , a n d t h e command G e t w i t h A c k n o w l e d g e r e q u i r e s t h eT h e d e s i g n o f t h i s w i r e l e s s t r a n s m i s s i o n s y s t e m s o f t w a r e r e c i p i e n t t o s e n d t h e v a l u e o f t h e a t t r i b u t e i n d i c a t e d b yi s d i v i d e d i n t o t w o p a r t s : A t t r i b u t e I D .* T h e s o f t w a r e d e s i g n r u n n i n g o n t h e c o n t r o l c e n t e r A MSG F r a m e c o n t a i n s t h e f o l l o w i n g i n f o r m a t i o n :P C . 0 T r a n s a c t i o n S e q u e n c e N u m b e r* T h e Z i g B e e w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n m o d u l e d e s i g n 0 T r a n s a c t i o n L e n g t hl o a d e d t o a P I C MCU. 0 T r a n s a c t i o n D a t aT h e m o n i t o r s o f t w a r e i s d e v e l o p e d b y V i s u a l B a s i c 6 . 0 . t T h e s t a c k i s i n i t i a l i z e d b y c a l l i n g t h e f u n c t i o n A P L I n i t Od i s p l a y s n e t w o r k t o p o l o g y , t h e s t a t e o f e a c h n o d e ( s l e e p o r a n d e n a b l e d b y c a l l i n g A P L E n a b l e O ) T h e M i c r o c h i p Z i g B e ew a k e ) , d a t a o f w a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e a n d c o m m u n i c a t i o n s t a c k i s s t a t e m a c h i n e b a s e d . T h e p r i m a r y o p e r a t i o n o f t h eb e t w e e n n o d e s ( c o n n e c t i n g o r d i s c o n n e c t i n g ) . U s e r s c a n v i e w s t a c k i s p e r f o r m e d b y s i m p l y c a l l i n g t h e f u n c t i o n A P L T a s k O ) .d a t a t r a n s m i s s i o n d i r e c t l y . U s i n g c o m m u n i c a t i o n c o n t r o l T h e s e n s o r n o d e s ( E n d D e v i c e ) j o i n t h e e x i s t i n g n e t w o r k b yM S C o m m o f V is ua l B a s i c s o f t w a r e r e a l i z e s c o m m u n i c a t i o n c a l l i n g A P L J o i n O ) .

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T h e p r o g r a m o f c o o r d i n a t o r n o d e i n c l u d e s : s e t t i n g u p a I n i t i a l i z e M C Un e t w o r k ; t r a n s m i t t i n g n e t w o r k b e a c o n s ; m a n a g i n g n e t w o r k I MCUn o d e s ; s t o r i n g n e t w o r k n o d e i n f o r m a t i o n ; r e c e i v i n g a n dp r o c e s s i n g t h e d a t a f r o m s e n s o r n o d e . D a t a i s t r a n s f e r r e d t o R e c e i v e S e n s o r s i g n a lt h e m o n i t o r PC w h i c h i s u s e d f o r a u t o m a t i c c o n t r o l o f w a t e r -s l u d g e i n t e r f a c e . D a t a p r o c e s s i n g f l o w i s s h o w n i n F i g . 6 .P r o g r a m o f s e n s o r n o d e r e c e i v e s t h e d a t a w h i c h i s s e n t b y P r o d u c e K V P f r a m ew a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e g a u g e e v e r y 1 O s , t h e n s e n d t h e m t on e t w o r k c o o r d i n a t o r a f t e r a n a l y s i n g a n d p r o c e s s i n g . I t g o e s t o .s l e e p m o d e i n i d l e t i m e s , s o a s t o r e d u c e p o w e r c o n s u m p t i o n .T h e d a t a p r o c e s s i n g f l o w i s s h o w n i n F i g . 7 .I n i t i a l i z e h a r d w a r e c e i v e r e p

A s k f o r d a t a f r o m s e n s o r n o d e+ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ S e n dKVP f r a m e/ ~~NR e c e i v e r e s p o n d ? N

R e c e i v e KVP f r a m eP r o d u c e m e a s u r i n gv a l u e

I r l i t i a l i z eserial-port F i g . 7 D a t a p r o c e s s i n g f l o w c h a r t o f s e n s o r n o d eJ r n t i a l z e s e r i a l - p o r t T o m e e t t h e c o m m u n i c a t i o n r e q u i r e m e n t s , a s e t o fm e s s a g e s i s n e e d e d . M e s s a g e d e f i n i t i o n s c a n b e p a r t o f aS e n d d a t a b l o c k p r e d e f i n e d a p p l i c a t i o n p r o f i l e . T h e A p p l i c a t i o n l a y e r d e f i n e st h e d a t a a n d m e s s a g e t y p e s u s e d t o c r e a t e a Z i g B e e p r o f i l e . As p e c i a l s e n s o r s p r o f i l e i s d e v e l o p e d i n t h i s s o f t w a r e s y s t e m .S e n d c o m p l e t e l T h e s e n s o r P r o f i l e d e f i n e s c l u s t e r s , a t t r i b u t e s , d a t a t y p e s , v a l i dN r a n g e s a n d a s e t o f n u m e r i c c o n s t a n t s . T h e d e f i n i t i o n i sy 4 , i n c l u d e d i n a h e a d e r f i l e W S p r o f i l e . h . E i t h e r i n - c l u s t e r s o r o u t -

E x i t c l u s t e r s t h a t t h e s e n s o r n o d e s a r e a s s i g n e d i s d e p e n d i n g o n t h ed i r e c t i o n o f t h e c o m m u n i c a t i o n .F i g . 6 D a t a p r o c e s s i n g f l o w c h a r t o f C o o r d i n a t o rT o r e d u c e t h e e n e r g y c o n s u m p t i o n , t h e s y s t e m d e s i g n i s T A B L E 2C L U S E R S SEDI N T H E SENSO R PROFILEb a s e d o n t h i s m o d e : w h e n a s e n s o r n o d e w i s h e s t o t r a n s f e r C l u s t e r n a m ed a t a t o a c o o r d i n a t o r , i t f i r s t l i s t e n s f o r t h e n e t w o r k b e a c o n . W a t e r S l u d g e W S C u r r e n t w a t e r s l u d g e d a t a o f s e n s o r n o d eWhen t h e b e a c o n i s f o u n d , i t s y n c h r o n i z e s t o t h e s u p e r f r a m e P r o c e s s W S R e q u e s t a n d c h a n g e s e n s o r p a r a m e t e r ss t r u c t u r e . A t t h e r i g h t t i m e , i t t r a n s m i t s i t s d a t a f r a m e , u s i n g E v e n t W S S e t a n e v e n t t h a t w i l l s e n d c u r r e n t d a t a d u r i n gs l o t t e d CSMA-CA t o t h e c o o r d i n a t o r . T h i s p r o v i d e s t h e n e x t r e a d c y c l ee n e r g y - c o n s e r v a t i o n f e a t u r e o f t h e Z i g B e e n e t w o r k . When a V . R E S U L T Sc o o r d i n a t o r w i s h e s t o t r a n s f e r d a t a t o a d e v i c e , i t i n d i c a t e s i n

t h e n e t wo r k b e a c o n t h a t t h e d a t a m e s s a g e i s p e n d i n g . T h e 1 ) T r a n s m i s s i o n d i s t a n c e . T h i s d a t a w i r e l e s s t r a n s m i s s i o nd e v i c e p e r i o d i c a l l y l i s t e n s t o t h e n e t w o r k b e a c o n , a n d i f a s y s t e m h a s b e e n a p p l i e d a t T a n g s h a n W e s t S u b u r b W T P t om e s s a g e i s p e n d i n g , t r a n s m i t s a MAC command r e q u e s t i n g t r a n s m i t w a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e d a t a . T h e f i e l d d i s t a n c e i st h i s d a t a , u s i n g s l o t t e d CSMA-CA. T h e c o o r d i n a t o r o p t i o n a l l y more t h a n 4 0 m . A c c o r d i n g t o Z i g B e e s p e c i f i c a t i o n , t h ea c k n o w l e d g e s t h e s u c c e s s f u l t r a n s m i s s i o n o f t h i s p a c k e t . T h e l o n g e s t t r a n s m i s s i o n d i s t a n c e i s b e t w e e n 7 0 t o 3 0 0 m . T h i sp e n d i n g d a t a f r a m e i s t h e n s e n t u s i n g s l o t t e d CSMA-CA. T h e a p p l i c a t i o n d e m o n s t r a t e s t h a t t h e s y s t e m i s r e l i a b l e .d e v i c e a c k n o w l e d g e d t h e s u c c e s s f u l r e c e p t i o n o f t h e d a t a b y 2 ) P o w e r c o n s u m p t i o n . Z i g B e e n e t w o r k a r e p r i m a r i l yt r a n s m i t t i n g a n a c k n o w l e d g e m e n t f r a m e . U p o n r e c e i v i n g t h e i n t e n d e d f o r l o w d u t y c y c l e s e n s o r n e t w o r k s . A new n o d e i sa c k n o w l e d g e m e n t , t h e m e s s a g e i s r e m o v e d f r o m t h e l i s t o f r e c o g n i z e d a n d a s s o c i a t e d i n a b o u t 3 O m s . Wake u p a s l e e p i n gp e n d i n g m e s s a g e s i n t h e b e a c o n [ 1 1 ] . n o d e t a k e s a b o u t 1 5 m s , a s d o e s a c c e s s i n g a c h a n n e l a n dt r a n s m i t t i n g d a t a . T h i s r e s u l t s i n l o w p o w e r c o n s u m p t i o n a n de x t e n d e d b a t t e r y l i f e .

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3 ) T r a n s m i s s i o n r e l i a b i l i t y . T h i s s y s t e m a d o p t s CSMA- p l e n t i f u l a n d e a s y a p p l i c a t i o n , b u t n o t Z i g B e e t e c h n o l o g yC A r o u t i n g a l g o r i t h m , t h e n t h e f r a m e c o l l i s i o n i s a l m o s t i t s e l f . W i t h t h e c o n s e q u e n t d e v e l o p o f a s e r i e s o f p r o d u c t si m p o s s i b i l i t y , t h a t e n s u r e s t h e r e l i a b i l i t y o f d a t a t r a n s m i s s i o n . b a s e d o n Z i g B e e p r o t o c o l , m o r e a t t e n t i o n a n d d e v e l o p m e n t4 ) Z i g B e e n e t wo r k h a s a h i g h d e n s i t y o f n o d e s u p t o 2 5 5 , w i l l b e d e d i c a t e d t o t h e f i e l d s o f a p p l i c a t i o n d e s i g n a n ds o t h e w i r e l e s s t r a n s m i s s i o n s y s t e m c a n b e e n l a r g e d a c c o r d i n g r e a l i z a t i o n , i n t e r o p e r a b i l i t y t e s t a n d m a r k e t p r o m o t i o n . W et o t h e a p p l i c a t i o n . b e l i e v e t h a t m o r e a n d m o r e b u i l d - i n Z i g B e e f u n c t i o nV I . C O N C L U S I O N S e q u i p m e n t s w i l l b e w i d e l y u s e d i n m i l i t a r y a n d c i v i l a r e a i nt h e n e a r f u t u r e .T h i s p a p e r i n t r o d u c e d how t o u s e Z i g B e e p r o t o c o l t o R E F E R E N C E Sr e a l i z e w i r e l e s s t r a n s m i s s i o n o f w a t e r - s l u d g e i n t e r f a c e d a t a i ns e c o n d a r y s e d i m e n t a t i o n t a n k . T h e p r o p o s e d t r a n s m i s s i o n [ 1 ] S u n J i n s h e n g e t a l . W i r e l e s s T e l e m e t r i c S y s t e m o f W a t e r - S l u d g e I n t e r f a c es y s t e m s o l v e d t h e d i f f i c u l t y o f d a t a t r a n s f e r o f w a t e r - s l u d g e i n S e c o n d a r y S e d i m e n t a t i o n T a n k , WATER & WASTEWATERi n t e r f a c e i n t h e s e c o n d a r y s e d i m e n t a t i o n t a n k . T h e r e l i a b l e E N G IN E E R IN G, V o l . 2 7 , N o . 3 , p p . 9 4 - 9 6 , March 2 0 0 1 .[ 2 ] P . K i n n e y . Z i g B e e T e c h n o l o g y : W i re l es s C on t ro l t h a t S i m p l y W o r k s ,t r a n s m i s s i o n o f d a t a t o t h e c o n t r o l c e n t e r o f WTP w a s r e a l i z e d W h i t e P a p e r d a t e d 2 O c t o b e r 2 0 0 3 .i n some i n - s i t u a p p l i c a t i o n s . I t e n s u r e d t h e q u a l i t y o f [ 3 ] S h i g e r u F u k u n a g a E t A l . D e v e l o p m e n t o f U b i q u i t o u s S e n s o r N e t w o r k ,w a s t e w a t e r p r o c e s s . E x p e r i m e n t s p r o v e t h a t t h i s s y s t e m i s l o w O k i T e c h n i c a l R e v i e w , V o l . 7 1 , N o . 3 , p p . 2 4 - 2 9 , O c t o b e r 2 0 0 4c o n s u m p t i o n , l o w c o m p l e x i t y a n d h i g h l y r e l i a b l e . The [ 4 ] Z i g B e e A l l i a n c e . h t t p : / / w w w . z i g b e e . o r g / e n / p r e s s[ 5 ] W i l l i a m C C r a i g . Z i g B e e : " W i r e l e s s C o n t r o l T h a t S i m p l y W o r k s " .n e t w o r k a d o p t s s t a r t o p o l o g y a n d s e n s o r n o d e s w i l l t u r n t o h t t p : / / w w w . z i g b e e . o r gs l e e p mode a t i d l e t i m e s , d e c l i n e s power c o n s u m p t i o n [ 6 ] A n d r e a s A n d e r s s o n , M a t t i a s T h o r e n . Z i g b e e , A S u i t a b l e B a s e F o re v i d e n t l y , a n d r e d u c e s t h e p r o b a b i l i t y o f d a t a c o l l i s i o n i n d a t a E m b e d d e d W i r e l e s s D e v e l o p m e n t ? S w e d e n , C H A L M E R Stransmission process from s e n s o r n o d e t o coordi n a tor node. U N I VE R S IT Y O F TECHNOLOGY, 2 0 0 5 .t r a n s m i s s i o n p r o c e s s f r o m s e n s o r n o d e t o c o o r d i n a t o r n o d e . [ 7 ] Z i g B e e T M P r o t o c o l H a n d s - o n . M i c r o c h i p T e c h n o l o g y I n c . 2 0 0 5 .T h e s u c c e s s f u l i m p l e m e n t o f t h i s s y s t e m c a n a l s o t e l l u s t h a t [ 8 ] M i k h a i l G a l e e v . H o m e n e t w o r k i n g w i t h z i g b e e . M o t o r o l a I n c .Z i g B e e i s a s u i t a b l e p r o t o c o l f o r t h e l o w p o w e r , l o w d a t a r a t e [ 9 ] N i l e s h R a j b h a r t i . M i c r o c h i p Z i g B e e T M S t a c k , . M i c r o c h i p T e c h n o l o g yn e t w o r k s , e s p e c i a l l y s e n s o r n e t w o r k . I n c . 2 0 0 5 .Z i g B e e technology meets the requirements of l o w c o s t , I[ 1 0 ] README - M I C R O C H I P STACK F O R Z I G B E E , M i c r o c h i p T e c h n o l o g yZ i g B e e t e c h n o l o g y m e e t s t h e r e q u i r e m e n t s o f l o w c o s t , I n c . 2 0 0 5 .l o w power c o n s u m p t i o n a n d l o w r a t e w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n [ 1 1 ] S i n e m C o l e r i E r g e n , Z i g b e e / I e e e 8 0 2 . 1 5 . 4 S u m m a r y , S e p t e m b e r 1 0 ,m a r k e t . B a c k e d b y I E E E , i t h a s t h e p o t e n t i a l t o u n i f y m e t h o d s 2 0 0 4 .o f d a t a t r a n s m i s s i o n f o r s e n s o r s . T h e e s s e n t i a l o f s u c c e s s i s

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