基于cc2430无线多参数传感器检测网络的设计

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1、江苏大学硕士学位论文1．1引言第1章绪论本世纪是信息技术高速发展的时代，无线通信是信息通信的一个重要分支。现代无线通信主要有Wi．Fi、Bluetooth、UWB和3G[11。这四种通信手段尽管各有优点，但对于工业上多种传感器、家庭自动化控制等领域而言仍然存在功耗高、价格昂贵等许多缺点。Zig,Bee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术；它是一种介于无线标记技术和蓝牙之问的技术方案，主要用于近距离无线连接；它依据802．15．4标准，在数千个传感器之间相互协调实现通信【2】。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数

2、据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。一般而言，随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都会增加。相对于现有的各种无线通信技术，Zig．Bee技术是最低功耗和最低成本的技术。同时ZigBee技术的低数据传输速率的特点，也决定TzigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。所以zi98ee联盟预测主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。2002年下半年，英[]Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布，它们将加盟“ZigBee"联盟，这一事件

3、成为该项技术发展过程中的重要里程碑【31。到目前为止，除TInvensys、三菱电子、摩托罗拉和飞利浦等国际知名的大公司外，该联盟大约已有150家成员企业，并在迅速发展壮大。其中涵盖了半导体生产商、IP服务提供商、消费类电子厂商及OEM商等，例jtlHoneywell、Eaton等工业控制和家用自动化公司，甚至还有像Mattd之类的玩具公司【41。所有这些公司都参加开发Zig,Bee物理层和媒体控制层技术标准的IEEE802．15．4212作组。ZigBee技术的主要优势及其与蓝牙和wi—Fi的比较。IEEE802．15．4和ZigBee从一开始就被设计用来构建包

4、括恒温装置、安全装置和煤气读数表等设备的无线网络。这是由其主要技术优势决定的：(1)数据传输速率低：只有10k字节／秒匐J250k字节／秒，专注于低传输率方面的应用。第1章绪论(2)功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月到2年，免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。(3)成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且免收专利费。(4)网络容量大：每个ZigBeel网络协调器最多可支持255个设备。(5)时延短：通常时延都在5毫秒至30毫秒之间。(6)安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES．128力n密算法

5、。(7)有效范围小：有效覆盖范围10"75米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定。(8)I作频段灵活：使用频段为2．4GHz的ISM频段(即工业、科学和医用频段，无需许可证，只需遵守一定的发射功率，一般低于1W，并且不要对其它频段造成干扰即可)、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)。而不同频段可使用的信道分别是16、l、10个，在中国采用2．4G频段是免申请和免使用费的频率。与之相反，蓝牙技术基本上只是作为有线的替代品，经常是为手机和附近的耳机或PDA联网用的，它在不充电的情况下只能工作几周。一般情况下，蓝牙设备需要人手工配置和维护网络连

6、接，它可以用来有效地处理8个设备(一个主设备和7个从设备)，如果更多的话，通讯速率则显著下降。而802．11，也被称作Wi．Fi也有类似的问题。虽然它是将笔记本和桌面电脑接入有线网络的很好的解决方案，但它的功耗却非常高。根据市调机构Hi．statMDR的预测，全球ZigBee市场在2004年至2010年，将以平均200％的年复合增长率(CAGR)快速扩张，出货量则能在2010年达到1．5亿套，商机庞大【51。1．1．1国外无线传感器网络的发展现状传感器网络的研究起步于20世纪90年代木期。国际上，1999年和2003年著名的美国商业周刊和MIT技术评论Techno

7、logyReview在预测未来技术发展的报告中，分别将其列为21世纪最具影响的21项技术和改变世界的10大新技术之一【6】。国际上许多著名的大学和公司纷纷从不同的层次、不同的角度对传感器网络进行了研究和丌发。1995年美国提出了“国家智能交通系统项目规划”【7】。2江苏大学硕士学位论文2000年12月份IEEE标准委员会正式批准并成立了802．15．4工作组，任务就是开发一个低功耗、低数据传输率的WSN标准【81。2002年美国英特尔公司发布“基于微型传感器网络的新型计算发展规划"【9】。2004年3月英特尔公司演示了家庭护理的无线传感器网络系统【10】。该系统通

8、过在鞋、家