低功耗zigbee无线传感器网络通信研究毕业论文

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1、低功耗Zigbee无线传感器网络通信研究毕业论文目录主要符号表1绪论11.1研究背景11.1.1无线传感器网络11.1.2ZigBee技术21.2研究现状21.2.1国内研究现状31.2.2国外研究现状31.3研究目的41.3.1无线传感器网络的难点41.3.2ZigBee协议与无线传感器网络的融合51.4论文结构62无线传感器网络72.1无线传感器网络的系统构架72.2无线传感器网络的体系结构82.3无线传感器网络的关键技术102.4无线传感器网络的设计原则113ZIGBEE技术133.1ZigBee技术概述133

2、.1.1ZigBee技术的特点133.1.2ZigBee与其他无线通信协议的比较153.2ZigBee协议栈结构163.2.1IEEE802.15.4物理层(PHY)183.2.2IEEE802.15.4媒介接入控制层(MAC)203.2.3ZigBee网络层(NWK)213.2.4ZigBee应用层(API)223.3ZigBee无线网络的组网233.3.1网络管理服务243.3.2数据传输服务263.4ZigBee技术应用简介284基于ZIGBEE技术的无线传感器网络平台硬件概述31iv4.1传感器节点设计方案3

3、14.2主控模块的选择314.3传感器节点功能模块选择324.3.1射频通信模块324.3.2电源模块334.3.3接口和传感器模块345ZIGBEE技术的无线传感器网络平台软件设计355.1传感器节点软件设计方案355.2ZigBee协议栈构架375.3网络通信过程模拟395.3.1无线测试395.3.2AES加密解密测试435.3.3串口测试436结论43参考文献46致谢48毕业设计（论文）知识产权声明51毕业设计（论文）独创性声明52附录源程序清单53iv1绪论1绪论1.1研究背景1.1.1无线传感器网络随着无

4、线通信、集成电路、传感器以及微机电系统等技术的飞速发展和日益成熟，传感器信息获取技术已经从过去的单一化逐渐向集成化、微型化和网络化的方向发展，无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)因此孕育而生。它是由部署在检测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域里检测对象的信息，并发送给观察者。无线传感器网络的出现引起了全世界范围的广泛关注。最早开始无线传感器网络技术研究的是美国军方，此后美国国家自然基金委员会设立了大量与其相关的

5、项目，英特尔、波音、摩托罗拉以及西门子等在内的许多公司也都较早加入了无线传感器网络的研究。随着无线传感器网络理论与技术的不断成熟，其应用已经由国防军事领域扩展到环境监测、交通管理、理疗健康、工商服务、反恐抗灾等诸多领域，使人们在任何时间、任何地点和任何环境条件下都能够获取大量详实可靠的信息，最终成为一种“无处不在”的传感技术。无线传感器网络是一种无中心节点的全分布网络。通过随机投放的方式，众多传感器节点被密集部署在监控区域。这些传感器节点集成有传感器、数据处理单元和通信模块，它们通过无线信道相连，自组织地构成网络系统

6、。传感器节点利用其内置的形式多样的传感器，测量所在周边环境的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，检测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多人们感兴趣的物理现象。传感器节点间具有良好的协作能力，通过局部的数据交换来完成全局任务。由于传感器节点的节能要求，多跳、对等的通信方式较之传统的单跳、主从通信方式更适合于无线传感器网络，同时还可有效避免在长距离无线信号传播过程中所遇到的信号衰落和干扰等各种问题。通过网关，传感器网络还可以连接到现有的网络基础设施上，从而将采集到的信息回传给远程的

7、终端用户使用。早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息的综合处理能力，并通过与传感控制器的相连，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感29西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。无线传感器网络就是

8、将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起，改变了人类与自然界的交互方式。人们可以通过传感器网络直接感知客观世界，从而极大地扩展现有网络的功能和人类认识世界的能力。美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展的报告中，分别将无线传感器网络列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一。无线传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官又