基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的研制.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量微型無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)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(jī)電系統(tǒng)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線(xiàn)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(yīng)用前景。ZigBee技術(shù)是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，其特點(diǎn)表明了它很適合用于無(wú)線(xiàn)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(jì)了一套基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。論文的主要工作包括： 首先

2、介紹了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，比較了ZigBee技術(shù)與其它短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)各自的特點(diǎn)，并且指出了ZigBee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及研究現(xiàn)狀。 其次研究了適用于無(wú)線(xiàn)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(diǎn)：以及ZigBee網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的基本結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)體及其功能。在研究IEEE 802.15.4 MAC協(xié)議的通信原語(yǔ)以及基于通信原語(yǔ)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(kāi)網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)維護(hù)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(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。給出了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案，主要包括射頻SoC芯片CC2430的介紹、PCB板的設(shè)計(jì)及單極天線(xiàn)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。還給出了用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)所要用的評(píng)估板、開(kāi)發(fā)板以及

4、仿真器的硬件設(shè)計(jì)，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(yǔ)音擴(kuò)展模塊、傳感器模塊、外部存儲(chǔ)器模塊和擴(kuò)展IO接口模塊等的設(shè)計(jì)。 隨后介紹了基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)。介紹了ZigBee軟件編程集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在ZigBee協(xié)議棧Z-Stack的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)，包括操作系統(tǒng)的完善、硬件驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)配置、實(shí)例程序解析和無(wú)線(xiàn)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建