ZigBee-2006協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)及其應(yīng)用.pdf

1、ZigBee作為一種基于開放性國際標(biāo)準(zhǔn)的低成本、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低復(fù)雜度、高可靠性的新型短距離無線通信技術(shù)，在能源管理和效率、家庭自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化以及無線傳感網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)研究和應(yīng)用熱點(diǎn)。 但是，ZigBee技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用還不夠。雖然也存在一些提供ZigBee軟硬件模塊的廠商，但是其ZigBee協(xié)議棧一般都是基于國外的商業(yè)協(xié)議?；蛘吖δ芎唵蔚拿赓M(fèi)協(xié)議棧。上述狀況所造

2、成的學(xué)習(xí)和研究ZigBee技術(shù)細(xì)節(jié)平臺(tái)的缺乏反過來也影響了ZigBee技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展。 本文從技術(shù)研究與實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，基于Freescale的MC13213芯片構(gòu)建了單芯片的ZigBee硬件平臺(tái)，深入研讀了IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee-2006協(xié)議規(guī)范，詳細(xì)闡述了ZigBee協(xié)議物理層、MAC層和網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)功能有所裁剪的ZigBee協(xié)議棧。剖析了底層驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)過程中所遇到的SP

3、I事務(wù)操作問題的根源；針對(duì)MAC層眾多屬性提出了一種高效的管理方法：針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)層路由算法的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)了原理簡單易于理解但功能只是稍許減弱的AODVjr協(xié)議。由于本協(xié)議棧中采用了分布式地址分配機(jī)制，所以也支持樹狀層次路由。最后，在自主研發(fā)的軟硬件平臺(tái)上，給出了一個(gè)車間設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，驗(yàn)證了軟硬件平臺(tái)的可行性和正確性，并分析和實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中ZigBee節(jié)點(diǎn)的低功耗。 本文所實(shí)現(xiàn)的ZigBee軟硬件平臺(tái)可以直接作為一