基于ZigBee的無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究.pdf

1、在現(xiàn)代無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展下，本文提出了基于ZigBee技術(shù)的無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著電子技術(shù)和嵌入式技術(shù)的進(jìn)步，業(yè)界對(duì)通信技術(shù)的要求是越來越高了，從先前的有線通信技術(shù)到現(xiàn)在的無線通信技術(shù)，特別是對(duì)目前較為先進(jìn)的無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。通過對(duì)無線技術(shù)的認(rèn)識(shí)，本文設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)的無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的研究。ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)是基于ZigBee技術(shù)而構(gòu)造的一種低功耗、低成本、高速率的無線通信網(wǎng)絡(luò)。在目前國內(nèi)外通信技術(shù)行

2、業(yè)中，無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在目前國內(nèi)外是備受關(guān)注的研究主題。無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)。目前電子通信領(lǐng)域內(nèi)，存在著很多的無線技術(shù)，比如：藍(lán)牙、無線近場(chǎng)通信、UWB和ZigBee技術(shù)。而且，ZigBee技術(shù)是一種新興的無線通信技術(shù)，雖然ZigBee技術(shù)在國內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)的較晚，但是基于它的低功耗、短延時(shí)、低成本、近距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。ZigBee無線技術(shù)在無線通信

3、行業(yè)發(fā)展很迅速。所以，在目前所有的無線技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，ZigBee技術(shù)發(fā)展的相當(dāng)快。它主要運(yùn)用于工業(yè)控制、智能家庭網(wǎng)絡(luò)、國防工業(yè)、汽車行業(yè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等。
　　 本文首先詳細(xì)介紹了無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展和目前國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)。在此基礎(chǔ)上分析了基于ZigBee技術(shù)的無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在多種無線通信技術(shù)的選擇下，最后選用了ZigBee技術(shù)作為基本通訊協(xié)議核心。并且詳細(xì)介紹了ZigBee技術(shù)的發(fā)展和背景、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜虲C2

4、430芯片。并且利用ZigBee技術(shù)協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了該無線監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求。基于此平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了樹型、星型和網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　 其次，研究了基于ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)的工作原理和協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，并且分析了其物理層、網(wǎng)絡(luò)層、媒體訪問控制層和應(yīng)用層。本文選用了最新的ZigBee技術(shù)芯片CC2430芯片，并且運(yùn)用無線單片機(jī)核心的HFZ-SmartRF04EB為主要控制單元。同時(shí)對(duì)CC2430進(jìn)行了配置，設(shè)置了低成本的無線通信模

5、塊，采用RS232串口通信和PC機(jī)相連接，設(shè)計(jì)了它們之間的接口通信協(xié)議，并且利用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線通信技術(shù)試驗(yàn)。通過對(duì)CC2430芯片的入網(wǎng)和退網(wǎng)以及節(jié)點(diǎn)是否成功加入網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)了可以在遠(yuǎn)程監(jiān)控環(huán)境當(dāng)中的參數(shù)，在此平臺(tái)上設(shè)計(jì)了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的綁定和數(shù)據(jù)收發(fā)的功能。驗(yàn)證了ZigBee無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性。
　　 最后，通過結(jié)合最新ZigBee技術(shù)的通信規(guī)范設(shè)計(jì)了ZigBee技術(shù)的協(xié)議棧組網(wǎng)模式。在實(shí)驗(yàn)室完