2.4g+zigbee無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)研制

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1、南開(kāi)大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本人完全了解南開(kāi)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容:按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本;學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文;學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù);學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版;在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。學(xué)位論文作者簽名:-,Z-}〕年年丁J月月3)日經(jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。指導(dǎo)教師簽名:學(xué)位論文作者簽名:#,}}I碴鶩解

2、密時(shí)間:年月日各密級(jí)的最長(zhǎng)保密年限及書(shū)寫(xiě)格式規(guī)定如下:內(nèi)部5年(最長(zhǎng)5年，可少于5年)秘密*10年(最長(zhǎng)10年，可少于10年)機(jī)密★20年(最長(zhǎng)20年，可少于20年)南開(kāi)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開(kāi)發(fā)表或者沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:飛贅喲年丁月月日第一章前沿第一章前言第一節(jié)論文背景及問(wèn)題提出1.1.1論文背景隨

3、著信息化應(yīng)用的不斷深入，網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)無(wú)線通信的需求越來(lái)越大，消費(fèi)類(lèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用等嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)需求劇增，其中短距離無(wú)線通信技術(shù)更是受到了工業(yè)界和研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。有代表性的短距離無(wú)線通信技術(shù)一Bluetooth、IrDA、RFID以及新興的UWB,ZigBee,WI-Fl,WIMAX等一正在成為無(wú)線通信發(fā)展的潮流。1.1.2問(wèn)題提出IrDA是最早使用的無(wú)線通信技術(shù)，現(xiàn)在還有一些電視機(jī)是IrDA遙控的。但只支持點(diǎn)到點(diǎn)通信，不能穿透障礙物遙控，最大遙控范圍為幾米。IrDA的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)、規(guī)范成熟，成本低，在一些短距離數(shù)據(jù)傳輸中還可以看到，如:手機(jī)軟件下載。Wi-Fi

4、只應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線連接，適合高速率地傳輸多媒體等信息量大的信息，很多智能家電的信息互聯(lián)都用到此技術(shù)，但建網(wǎng)太復(fù)雜。RFID全稱是射頻識(shí)別技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用廣泛，如電子標(biāo)簽。高速UWB技術(shù)可以提供高達(dá)100Mbit/s以上的高速無(wú)線連接，可用在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，在家用電器之間提供高速的視頻業(yè)務(wù)傳輸，比如電視節(jié)目可以用電腦進(jìn)行錄制并后期處理，或者數(shù)碼相機(jī)的圖像資料可以在電視上播放;另外還可用在數(shù)字辦公環(huán)境中，減少線纜布放的麻煩，提供高速數(shù)據(jù)傳輸。Bluetooth技術(shù)在前幾年很火，運(yùn)用FHSS跳頻技術(shù)，也是2AG短距離通信系統(tǒng)，在便攜型裝置和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之間提供一個(gè)快速又安全的短距離無(wú)線連接，其

5、中，安全性是其主要特點(diǎn)。它提供的服務(wù)包括Intemet、電子郵件、影像和數(shù)據(jù)傳輸以及語(yǔ)音應(yīng)用，現(xiàn)已獲得許多主要半導(dǎo)體制造廠家的支持。如很多筆記本，手機(jī)都支持藍(lán)牙無(wú)線上網(wǎng)。很多計(jì)算機(jī)外設(shè)也是藍(lán)牙產(chǎn)品，如鼠標(biāo)，鍵盤(pán)，耳機(jī)等。速度現(xiàn)在可提高到3Mbps。調(diào)制方式為在1Mbps時(shí)調(diào)制指數(shù)為0.5的GFSK方式，在2M/3M時(shí)為PSK方式。信道帶寬為1M。但是一個(gè)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)最第一章前沿多支持七個(gè)活動(dòng)(active)設(shè)備和255個(gè)休眠(parked)設(shè)備:通信距離也短，功率為OdBm時(shí)為10米;耗電，需定期充電(類(lèi)似移動(dòng)電話);跳頻速度太快(典型值為1600跳/秒)，技術(shù)復(fù)雜;發(fā)射功率大(OdBm到20

6、dBm):價(jià)格高居不下，基于以上種種原因，藍(lán)牙在未來(lái)不能得到最廣泛的應(yīng)用。Zigbee是為低速率控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Zigbee協(xié)議的一些應(yīng)用包括建筑自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)、建筑安防系統(tǒng)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程抄表、PC外設(shè)以及醫(yī)療控制。特色是低功耗(發(fā)射功率僅為一16.6dBm到3.6dBm)、低速率(20-250kbps)、電池使用壽命長(zhǎng)(3-5年)，可以支持網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)，布網(wǎng)簡(jiǎn)單?？傊?，社會(huì)不斷變化，技術(shù)不斷革新，Bluetooth技術(shù)不再像前幾年那么紅火。根據(jù)各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比較，可以得知由于低功耗和長(zhǎng)壽命這兩大特點(diǎn)，Zigbee這一新興技術(shù)必將在短距離無(wú)線通信中占據(jù)主要位置，所以很有必要對(duì)其

7、進(jìn)行深入研究。下面將簡(jiǎn)單介紹Zigbee技術(shù)。Zigbee技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1.1:}沙廠I!hollertiI:IckC;+;t},:圖1.1Zigbee技術(shù)結(jié)構(gòu)圖ZigBeePHY層和MAC層由IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義。802.15.4協(xié)議己于2003年發(fā)布，上層協(xié)議正在制定之中。802.15.4物理層不同于其它標(biāo)準(zhǔn)物理層，在第二章，將會(huì)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。ZigBee的網(wǎng)絡(luò)層、安全層和API(應(yīng)用編程接口)層協(xié)議由