资源描述：
《基于zigbee无线传感器网络节点的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于ZigBee无线传感器网络节点的研究I匐似基于ZigBee无线传感器网络节点的研究TheresearchofwirelesssensornetworknodebasedonZigBee杨福宝YANGFu—bao(武汉理工大学信息工程学院,武汉430070)摘要:伴随着通信技术的迅猛发展,无线通信技术已逐步深入到社会生活的各个领域,其中作为新兴技术的无线传感器网络是值得研究的重点之一.ZigBee因其显着特点使得它在无线传感器网络领域具有非常重要的地位,针对于此,本文基于ZigBee无线传感器网络的节点进行了研究.关键词:无线传感器网络;Zi
2、sBee;节点中图分类号:TN915文献标识码:B文章编号:1009-0134(2011)10(上)-0085-04Doi:10.3969/J.issn.1009-0134.2011.10(上).270引言随着无线传感器网络技术的快速发展,其支撑技术ZigBee通信协议也有了很大程度上的完善,相对的,基于ZigBee无线传感器网络的研究也成了一个热门领域.它的发展直接推动了无线个人局域网络LR—WPAN的前进,在根本上解决了工业控制,监控,医学,汽车等无线网络应用现状的不足.可以说,其应用价值是不可衡量的.本文针对于ZigBee无线传感器网络节
3、点进行了系统的研究设计,为以后的进一步研究提供一个良好的基础.1ZigBee技术优势分析目前,主要的短距离无线通信技术除了ZigBee技术外,还有蓝牙,红外,WiFi~,超宽带通信UWB等.下面将这几种常见的通信技术做简单比较,具体参数如表1所示.表1几种无线技术的比较参数ZigBee蓝牙红外WiFiUWB传输介质2.4G868/915M24GHZ980nm红外光G2.4GHZ有嫂距离10rr卜_75m10m定向1rn75m10m最大传输速率250kbpsIMbps16Mbps54Mb1000Mbps网络节点数655357230/电池寿命长较短
4、较短短/协议栈大小8—6OK6.一15OKl5—30K/使用情况免费需要资格免费可证费/价格低廉,功耗有限节点无电磁污染有限点组速率高优点低,容量大,保组网.即插网,速率密性高即用高距离短,有适台点对点通距离短,处于研究阶缺点距离有限限点组网佶段'无标准网,软件复杂通过对以上几种通信技术的比较,可以看出,ZigBee技术在低速率,短距离无线通信方面具有一定的优势,尤其在无线传感器网络方面有很大的发展前景.它的低功耗延长使用寿命,即使传输速率不高,但在感测与控制应用具有很大的发展潜力.ZigBee技术适合于承载数据流量较小,速率比较低的的传输系统
5、.ZigBee技术的目标就是针对工业,家庭自动化,遥测遥控,汽车自动化,农业自动化和医疗护理等,例如灯光自动化控制,传感器的无线数据采集和监控,油田,电力,矿山和物流管理等应用领域.2无线传感器网络体系概述2.1传感器网络结构传感器网络结构如图1所示,传感器网络系统通常包括传感器节点,汇聚节点和管理节点.大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近,能够通过自组织方式构成网络.传感器节点监测的数据沿着其它传感节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点.用户通过管理节点岁传感
6、器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据.传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统,它的处理能力,存储能力和通信能力相对较弱,通过携带能量有限的电池供电.从网络功能上看,每个传感器节点兼顾传统网络节点的终端和路由器双重功能,除了进行本地信息收集和数据收稿日期:2011--07-24作者简介:杨福宝(1962一),男,安徽人,副教授,本科,研究方向为嵌入式系统应用和无线传感网络.第33卷第1O期2011-1O(上)【85】,l匐似图1传感器网络节构处理外,还要对其它节点转发来的数据进行存储,管理和融合等处理,同时与其他节点协作完成一些特定任
7、务.目前传感器节点的软硬件技术是传感器网络研究的重点.汇聚节点的处理能力,存储能力和通信能力相对比较强,它连接传感器网络与Internet等外部网络,实现两种协议栈之间的通信协议转化,同时发布管理节点的检测任务,并把收集的数据转发到外部网络上.汇聚节点既可以是一个具有增强功能的传感器节点,有足够的能量供给和更多的内存与计算资源,也可以是没有监测功能仅带有无线通信接口的特殊网关设备.2-2传感器节点结构传感器节点一般由传感器模块,处理模块,无线通信模块和能量供应模块四部分组成.传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个传
8、感器节点的操作,存储和处理本身采集的数据以及其它节点发来的数据;无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;能量供应模块
