基于ZigBee的无线网络传感器应用研究

论文编号:ZD854  论文字数:17157,页数:36 附任务书，开题报告，文献综述，外文翻译

摘要
    随着计算机网络和通讯技术的不断进步，新的理论、标准和技术层出不穷，无线通信从3G网络到无线网络的接入，再到无线局域网IEEE802.11X，网络变得无处不在，它和我们的生活也越来越密切，它使人们解除电缆的束缚。而在众多的无线网络技术中，基于ZigBee的无线网络技术以低功耗，低成本，低复杂度等特点受到越来越多企业和个人的青睐。
    ZigBee技术特别适合于数据吞吐量小、网络建设投资少、网络安全要求较高、不便频繁更换电池或充电的场合。预计将在消费类电子设备、家庭智能化、工控、医用设备控制、农业自动化等领域获得广泛应用。
   本文在对无线传感器及其网络协议技术分析的基础上，提出了一种基于ZigBee协议的用于测量温度的无线传感器网络方案，并设计和开发出了相应的无线传感器节点。本方案中使用CC2430的微控制芯片和DS18B20搭建了一个基于ZigBee技术的无线传感器网络。该网络由一个协调器充当中心节点和若干个终端节点一起，构成一个星型网络。协调器负责向终端节点查询温度信息，终端节点负责将温度传感器所采集到的信息反馈给协调器，从而达到对一块区域进行温度监控的目的。

关键词:无线传感器网络、ZigBee、CC2430、温度

Abstract
With computer network and communication technology progresses,new theoties,standards and technology will be endless.Wireless communication from the 3G wireless communication network to the wireless network access and to the IEEE802.11x wireless LAN,networks become ubiquitous,and our lives have become closer and closer, It enables people to lift the restraints of cables.In many wireless network technology,wireless network technology based on ZigBee with low power consumption,low cost,low complexity features loved by an increasing number of businesses and individuals of all ages.
ZigBee technology is particularly suited to small data throughput and network construction investment,the higher requirements of the network security,inconvenience frequent battery replacement or recharging occasions.Expected to be in consumer electronics equipment,intelligent household,industrial,medical equipment control,agricultural automation fields of applicaton.
In this paper,on the basis of the wireless sensor network protocol analysis technology,a method is proposed for measuring the temperature of wireless sensor networks,and the design and development of the corresponding wireless sensor nodes.The program is the use ofmicrochip CC2430 and DS18B20 and built on a ZigBee technologies wireless sensor networks.the network acts as a coordinating center for a number of nodes and terminal nodes togerher to form a star network. Coordination is respsible for the inquiries to the terminal node temperature information,terminal nodes will be responsible for the temperature sensors to collect informaation and feedback to the coordinator,so as to achieve a regional temperature monitoring purpose.

Keywords： Wireless sensor networks 、ZigBee、CC2430、Temperature
 
 目录
摘要 I
1  无线传感器研究 1
1.1  研究的背景 1
1.2  线传感器网络简介 1
1.3  国内外研究现状 1
1.3.1  国外研究现状 1
1.3.2  国内研究现状 2
1.4  主要研究方向 3
1.4.1  层协议研究新型智能化传感器的研制 3
1.4.2  无线传感器网络接点技术 3
1.4.3  低功耗系统设计技术研究 3
1.5  传感器网络的网络协议研究 4
1.6  ZigBee技术概述 5
2   ZigBee 协议及其应用 6
2.1  IEEE802.15.4技术概述 6
2.2  ZigBee协议 8
2.3  Zigbee协议栈API 10
2.4  原语的概念   11
2.5  网络拓扑结构 12
2.6  数据传输机制 13
2.6.1 KVP格式 13
2.7  短地址的分配机制 15
3  无线温度传感器网络的实现 17
3.1 总体网络架构 17
3.2 硬件组成与设计 18
4  系统设计 20
4.1  终端节点设计 20
4.2  协调器结构 22
5  网络的实现 25
5.1  组网 25
5.2  节点编号 26
5.3  定时发送 26
5.4  设备发现 27
5.5  数据传送 27
5.6  协调器与PC通信软件 28
6   总结 29
致谢  30

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