基于无线传感器网络通信的实现

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1、基于无线传感器网络通信的实现目录第一章引言11.1研究背景与历史11.1.1无线传感器网络的历史背景11.1.2物联网的历史背景11.1.3无线传感器网络与物联网的应用前景21.2课题来源以及本人所做的工作41.3论文组织结构5第二章无线通信协议标准72.1主流无线通信协议标准比较72.1.1Wi-Fi(IEEE802.11)72.1.2超宽带通信UWB72.1.3近场通信NFC72.1.4蓝牙82.1.5红外线数据通信IrDA82.1.6ZigBee82.1.7比较综述92.2ZigBee技术概述102.2.1ZigBee物理层102.2.2ZigBeeMA

2、C层122.2.3ZigBee逻辑链路控制层132.2.4ZigBee网络层142.2.5ZigBee应用汇聚层14第三章CC2430概述及硬件节点设计153.1传感节点硬件设计与实现153.1.1硬件系统构成153.1.2CC2430片上系统163.2基于CC2430的硬件节点设计183.2.1CC2430典型外设183.2.22.4GHz天线设计19第四章无线传感器网络通信实现194.1无线传感器网络拓扑结构194.1.1星形网194.1.2网状网204.1.3混合网204.2ZigBee数据收发204.2.1ZigBee数据格式204.2.2数据传送模式

3、224.2.3ZigBee通信过程234.2.4CC2430控制274.3开发环境304.3.1CC2430仿真器简介304.3.2IAR简介314.3.3利用IAR对CC2430编程314.3.4利用PacketSniffer和仿真器进行截包32第五章智能家居监控系统的设计与实现335.1主要网络拓扑结构比较335.1.1对等结构335.1.2网状结构345.1.3树状结构345.1.4星形结构355.2智能家居监控系统传感器模块设计365.2.1整体系统结构365.2.2家居防盗模块设计365.2.3煤气泄漏监测模块设计375.2.4火灾烟雾报警模块405

4、.3传感数据获取415.3.1异常情况获取415.3.2主要程序流程415.4用户获取传感器数据46结束语48致谢49参考文献50附录I-缩略词52附录II-图表清单54第一章引言随着电子信息技术和计算机网络技术的发展,实现家居信息化、网络化是当前智能家居系统发展的新趋势。报警系统作为智能家居系统的一个重要组成部分,其性能的好坏直接关系到整个智能家居系统的优劣。把无线网络技术应用到家居报警系统中,通过各种传感器实时采集家居的环境信息，通过无线的方式将信息传输给家居控制中心, 能够弥补有线设备的缺陷，具有价廉、可靠性高、等优点。1.1研究背景与历史1.1.1无线

5、传感器网络的历史背景随着微机电系统(Micro-Electro-MechanismSystem,MEMS)、片上系统(SOC，SystemonChip)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络成为了一种全新的信息获取和处理技术。它是由具有感知、处理和无线通信能力的微型传感器通过自组织方式形成的网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了

6、传感器网络的三个要素。如果说Internet构成了逻辑上信73息世界，改变了人与人之间的沟通方式，那么，无线传感器网络就是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。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、反

7、恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。1.1.2物联网的历史背景物联网的概念最早是在1999年提出的。过去在中国，物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。　　1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。　　2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。　　2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：

8、物联网》，正式提出了“物联网”的概念。