基于zigbee的简单无线传感器网络设计与实现

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1、南开大学硕士学位论文基于ZigBee的简单无线传感器网络设计与实现姓名：习琨申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：徐敬东20080501摘要摘要无线传感器网络(wSN，WirelessSensorNetwork)是综合传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息技术及无线通信技术的新型网络，它实时监测、感知和采集网络分布区域内各种监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，以自组织网络多跳中继方式将信息传送到终端用户，成为当前国际上备受关注的多学科交叉研究热点领域。随着无线传感器网络的不断发展，其应用涉及社会生活的各个方面。同时，提出了更小功耗、更低成本、更可靠

2、、更方便使用的要求，在此情况下，ZigBee技术应运而生。作为新兴的近距离、低功耗、低速率、低成本无线网络技术，ZigBee具有自动选择、连接网络及自我恢复等功能，物理层和MAC层遵循IEEE802．15．4标准，网络层和应用层由ZigBee联盟制定。基于ZigBee的无线传感器网络将传感器技术、通讯技术及计算机技术相结合，具有采集、传输和处理信息的能力，在家用系统控制、楼宇自动化、工业监控等领域有广阔的市场前景。本文结合基于ZigBee技术的无线传感器网络相关研究，通过分析IEEE802．15．4／ZigBee标准和SOC技术，应用ZigBee协议、传感技术及无线收

3、发技术构成短距离简单无线传感网络。系统以Chipcon公司嵌入51内核的SOC射频收发芯片CC2430为核心，符合IEEE802．15．4标准，工作在免授权2．4GHz频段，只需较少外围元件即可构成ZigBee无线通信节点；同时，选择Dallas公司单总线数字温度传感器DSl8820作为传感元件进行无线传感器网络节点的设计。·文中详尽介绍了无线传感器网络设计的总体思想，分模块电路设计过程以及相关软件实现，利用ProtelDXP绘制了无线模块和传感器底板的印制电路板。经过试验调试实现了无线测温网络，终端传感节点在进行温度实时采集显示的同时可将数据以无线形式发送，协调节点

4、通过液晶显示收到的信息，并通过RS。232串口与个人计算机之间进行通信，初步实现了无线测温系统的数据采集和无线传输。通过设计实践，对基于ZigBee技术的无线传感器网络系统进行了初步的研究，为下一步工作打下了基础。关键字：无线传感器网络；IEEE802．15．4标准；ZigBee协议；CC2430；DSl8820AbstractWirelessSensorNetwork(WSN，WirelessSensorNetwork)isanew-typenetworkwhichinvolvessensortechnology,ernbeddedcomputingtechnolo

5、gy,distributedinformationtechnologyandwirelesscommunicationtechnology．Itisabletomonitor,apperceiveandcollectallkindsofinformationaboutenvironmentandmonitoredthingsinthenetworkdistributedfieldmomentarily．Duringtheprocession,theinformationisprocessedbyembeddedsystemandsenttoterminaluservi

6、arandomautonomouswirelesscommunicationnetworkwithmulti-hoprclaymanner．Itistheadvancedresearchhotspotfieldofrecentinternationalattention．。Ⅵ珏tllthedevelopmentofthewirelesssensornetwork,itusedinalmostallofthefieldseventually．Atthesametime，largerbatterylife，lowercost，morereliableandconvenie

7、ntcommunicationsiSrequired．Underthesecircumstances，ZigBeeprotocolcameintobeing．ZigBeeisawirelessnetworktechnologyfocusingonshortdistance，lowpowerconsumption，lowdatarate，lowcost．Ithasthefunctionsofwaychoice，automaticallylinkthenetworkandself-recovery．砀ePhysical(Pay)layerandtheme