zigbee技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究與應(yīng)用

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1、武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ZigBee技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究與應(yīng)用姓名：史作鋒申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：控制理論與控制工程指導(dǎo)教師：周鳳星20090525武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第1頁(yè)摘要隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從初期的軍事領(lǐng)域發(fā)展到工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并且發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息采集技術(shù)也已經(jīng)由過(guò)去的單一化逐漸向集成化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。ZigBee是一種低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)技術(shù)。它適用于通信數(shù)據(jù)量不大，數(shù)據(jù)傳輸速度相對(duì)較低，分布范圍較小，數(shù)據(jù)安全度高，并且功耗低的場(chǎng)合。本研究選用ZigBee技術(shù)

2、作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，研究和解決了如下問(wèn)題：(1)研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)；論述TZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)算法、地址分配算法和路由策略進(jìn)行了詳細(xì)的分析。(2)ZigBee技術(shù)主要使用在無(wú)線個(gè)域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的通信距離比較短。如果能適當(dāng)增加zigBee節(jié)點(diǎn)之間的傳輸距離，即可以減少系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，減小開(kāi)發(fā)成本，又可以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。本研究使用ADs軟件對(duì)關(guān)鍵電路進(jìn)行仿真與優(yōu)化，達(dá)到了擴(kuò)展zigB∞無(wú)

3、線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的目的。(3)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，信道檢測(cè)機(jī)制的優(yōu)劣直接影響網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。CSMA(載波偵聽(tīng)多路接入)協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)信道競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的協(xié)議，正逐漸應(yīng)用在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。本研究深入探討了射頻芯片CC2430的工作特性，詳細(xì)闡述了信道監(jiān)測(cè)中使用的判定規(guī)則，針對(duì)其特性設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完善的CSMA機(jī)制。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；ZigBee；CC2430；ADS；CSMA第1I頁(yè)武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAsthedevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,theWSN

4、(wirelesssensornetwork)hasbeenusedfromthefieldofmilitarytoISM(Industry,scienceandmedicine)，whichplaysanimportantroleintheseareas．Thetechnologyofinformationcollectiondoneinwirelesssensornetworkhasbeendeveloppedfromsimplifytointegrationandnetwork．ZigBeeisawirelesstenologyw

5、ithlowspeed，whichismostlyusedinWLAN(wirelesslocalareanetwork)．ZigBeeisusuallyusedintheconditionwithsmalldatas，lowdatarate，smallscope，highsecurityandlowpoweroperation．ThisrsearehselectedZigBeetechnologyasthesol[warebasicoftheWSN，designedtheWSNnetworkplatformbasedonZigBeet

6、echnology,developedthenetworkcommunicationprotoc01．Themaincontentshavebeenresearchedfirefitsfollow：(1)Studythecharacter，systemframeworkandthekeytenologyoftheWSN，researchthesystemframeworkofZigBee，whosenetworkalgorithm，addressdistributionalgorithmandroutealgorithmhavebeen

7、analysedcompletely．(2)TheZigBeetechnologyismostlyusedinWLAN(wirelesslocalareanetwork)，whosedistancefromnodetonodeisshort．Ifthedistancecouldbeenlarged，thenodenumberCanbereduced，thecostcanbecutandthecommunicationscopeCanbebroadenedalso．ThesoftwareofADSisusedtodesignandsilu

8、latethecriticalcircuitinthispaper,whichcompletesthepurposeofenlargingthecommunicationscope．(3)IntheWSN，