基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)系統(tǒng)的研制.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量微型無線傳感器節(jié)點組成的自組織分布式網(wǎng)絡(luò)智能系統(tǒng)，集成了傳感器、微機電系統(tǒng)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信、分布式信息處理技術(shù)等，在軍事、空間探索、醫(yī)療等領(lǐng)域中有著廣泛的應用前景。ZigBee技術(shù)是一種短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線通信技術(shù)，其特點表明了它很適合用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文在研究了ZigBee技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計了一套基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)系統(tǒng)。論文的主要工作包括： 首先

2、介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及特點，比較了ZigBee技術(shù)與其它短距離無線技術(shù)各自的特點，并且指出了ZigBee技術(shù)的應用領(lǐng)域及研究現(xiàn)狀。 其次研究了適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的IEEE 802.15.4/ZigBee的協(xié)議架構(gòu)，主要包括IEEE 802.15.4PHY層和MAC層結(jié)構(gòu)、功能及主要特點：以及ZigBee網(wǎng)絡(luò)層、應用層的基本結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)實體及其功能。在研究IEEE 802.15.4 MAC協(xié)議的通信原語以及基于通信原語的

3、組網(wǎng)算法的基礎(chǔ)上，分析了IEEE802.15.4 MAC協(xié)議和ZigBee網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，可以完成建立新網(wǎng)絡(luò)、加入網(wǎng)絡(luò)、離開網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)維護功能以及數(shù)據(jù)的發(fā)送接收、路由選擇和廣播通信等功能。 接著介紹了一種基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)系統(tǒng)的硬件設(shè)計。給出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計方案，主要包括射頻SoC芯片CC2430的介紹、PCB板的設(shè)計及單極天線的設(shè)計等內(nèi)容。還給出了用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實驗開發(fā)所要用的評估板、開發(fā)板以及

4、仿真器的硬件設(shè)計，主要包括USB控制器模塊、電源管理模塊、UART模塊、控制輸入模塊、顯示輸出模塊、語音擴展模塊、傳感器模塊、外部存儲器模塊和擴展IO接口模塊等的設(shè)計。 隨后介紹了基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)系統(tǒng)的軟件設(shè)計及實現(xiàn)技術(shù)。介紹了ZigBee軟件編程集成開發(fā)平臺，在ZigBee協(xié)議棧Z-Stack的基礎(chǔ)上進行了相關(guān)的軟件設(shè)計，包括操作系統(tǒng)的完善、硬件驅(qū)動的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)配置、實例程序解析和無線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建