基于Zigbee的无线传感器网络组网研究

论文摘要

微电子和无线通信技术的飞速发展,使得低功耗、低成本、体积微小的无线传感器网络的研制成为可能。这种网络的节点被放置在目标区域中,自组网络,采集数据,通过无线通信设备将数据经多跳传送到基站,由Intemet或其他有线网络传到用户终端。无线传感器网络无需布线并搭建简单,为人们提供了快捷方便的信息交流平台。无线传感器网络的应用非常广泛,可用于环境检测、军事探测、医疗保健等各个部门。以传感器和自组织网络为代表的无线应用并不需要较高的传输带宽,但却需要较低的传输延时和极低的功率消耗,使用户能拥有较长的电池寿命和较多的器件阵列。需要一种符合传感器和低端的、面向控制的、应用简单的专用标准,而Zigbee的出现正好解决了这一问题。Zigbee有着高通信效率、低复杂度、低功耗、低速率、低成本、高安全性以及全数字化等诸多优点。这些优点使得Zigbee和无线传感器网络完美地结合在一起。本文从无线传感器网络的概念和Zigbee标准入手,采用Jennic公司的Zigbee解决方案,着重于软件平台的构建,实现基于Zigbee的无线传感器网络。文中详细介绍了基于Jennic JN5121芯片的Zigbee解决方案及其开发环境,研究无线通信协议栈的开发方法、无线网络的建立过程和节点的工作流程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 无线传感器网络简介
• 1.1 无线传感器网络的结构
• 1.2 无线传感器网络的协议栈
• 1.3 无线传感器网络的特点
• 1.4 无线传感器网络的应用
• 1.5 无线传感器网络的研究态势
• 1.6 无线传感器网络的关键技术
• 第二章 Zigbee标准及其网络拓扑结构
• 2.1 Zigbee协议概述
• 2.2 Zigbee协议栈结构
• 2.2.1 IEEE802.15.4标准
• 2.2.2 Zigbee标准
• 2.3 Zigbee网络的相关概念
• 2.3.1 Zigbee节点工作模式
• 2.3.2 网络关联
• 2.3.3 端点和接口
• 2.3.4 端点绑定
• 2.4 Zigbee网络拓扑形式
• 第三章 硬件设计
• 3.1 Zigbee解决方案:Jennic JN5121芯片
• 3.2 终端（传感器）节点硬件结构
• 3.2.1 传感器
• 3.2.2 RS232连接器
• 3.3 协调器硬件结构
• 3.4 开发环境
• 第四章 软件设计
• 4.1 软件结构
• 4.1.1 基于802.15.4协议栈开发
• 4.1.2 基于Zigbee协议栈开发
• 4.1.3 选择开发方式
• 4.2 无线网络的构建
• 4.2.1 新建网络
• 4.2.2 设备加入
• 4.2.3 动态组网
• 4.3 数据传输
• 4.4 数据结构
• 4.5 终端节点程序流程
• 4.6 协调器程序流程
• 第五章 系统测试结果
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢