基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡的研究與應用.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)是一種無線、大規(guī)模、自組織、多跳、無基礎設施支持的網(wǎng)絡,被認為是21世紀中能對人類社會發(fā)揮重要作用的技術(shù)之一,有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻们熬啊Ｔ撜n題正是在以上的背景下,提出一種基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡解決方案。
　　 本文首先介紹了WSN在國內(nèi)外的發(fā)展過程、現(xiàn)狀、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及應用領(lǐng)域。接著對IEEES02.15.4標準和ZigBee進行了詳細描述,分析了ZigBee技術(shù)的特點、協(xié)議棧架構(gòu)

2、和各層協(xié)議的服務規(guī)范,并以此為理論基礎,設計了一個小型的測量溫度的無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)。該系統(tǒng)的硬件平臺包括兩類節(jié)點:溫度采集節(jié)點和數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點,它們的高頻模塊都采用TI公司的CC2430射頻芯片,用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和無線收發(fā)功能。系統(tǒng)的軟件平臺是基于Z-Stack協(xié)議棧實現(xiàn)的。文中分析了協(xié)議棧的OSAL運行機制,并在Z-Stack-1.4.3版本協(xié)議棧的基礎之上,在應用層添加了自己的設備和應用對象,以及在HAL層編寫和修改了部分硬件的驅(qū)動

3、程序。然后將該協(xié)議棧移植到CC2430硬件開發(fā)平臺,并對整個系統(tǒng)進行仿真和調(diào)試,從而實現(xiàn)這樣一個網(wǎng)絡:在數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點組網(wǎng)成功后,溫度采集節(jié)點加入網(wǎng)絡,并將采集到的溫度用無線方式發(fā)送至數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點;接收到數(shù)據(jù)后,匯聚節(jié)點再將其通過串口發(fā)送至PC機。
　　 最后對該系統(tǒng)進行了測試。通過對節(jié)點的組網(wǎng)能力、通信距離和通信質(zhì)量的測試表明,當兩個節(jié)點的距離在50m以內(nèi),信息包的發(fā)送周期在500ms以上時,數(shù)據(jù)在傳輸過程中有良好的通信效果。也