低功耗zigbee节点的研究与实现

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1、万方数据ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDe铲eeofMaster(MasterofEngineeringScience)ResearchandImplementationofLow-PowerZigBeeNodesMasterCandidate：LiuBiaoSupervisor：JiangYongpingJune2015SchoolofInformationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuang

2、zhou，Guangdong，P．R．China。510006万方数据摘要随着科学技术的进步，人们的生活水平也得到了显著的提高。人类为了更加方便快捷的获取信息，对无线传感器网络技术进行了深入的研究，涌现出了一批先进的无线传感器网络技术，特别是ZigBee技术。ZigBee技术一出现就成为了研究的热点，以其低功耗、低成本和低复杂度等特点，迅速在各个领域应用开来。但由于ZigBee节点应用环境的特殊，终端节点一般都采用电池供电，节点的能耗问题成了制约其本快速推广的关键问题。因此对ZigBee节点进行低功耗研究和设计具有重要的意义。本论文首先介绍了

3、ZigBee的技术特点，与其他无线通信技术进行了比较，简述了ZigBee协议栈的构成。对节点功耗分布进行了分析，并在此基础上提出了几种可行的低功耗设计方法；然后从硬件和软件两个方面对ZigBee节点进行了低功耗设计，硬件设计方面选用了低功耗的元器件，对ZigBee节点进行了模块化设计，给出了各个模块的设计方案。对ZigBee模块进行了单独设计，ZigBee模块与其他模块构成的底板间通过邮票孔接口进行连接，方便了模块的升级、推广和应用，降低了后续开发的硬件设计难度。软件设计时介绍了几种低功耗策略，在Z．Stack协议栈的基础上进行了软件设计，通

4、过增加睡眠时间和减少数据流量两个方面进行了低功耗的设计，并在此基础上通过调节发送功率进一步降低节点功耗：最后对节点进行了性能测试和功能测试，并搭建Zig,Bee网络，对ZigBee节点进行对比测试，观察并记录节点信息。测试结果表明该ZigBee节点功耗低、通信性能良好、抗干扰能力强，满足长时问在线要求和实际工程应用需求。关键词：无线传感器网络；ZigBee；低功耗；Z-Stack协议栈万方数据广东工业大学硕士学位论文AbstractWiththeprogressofscienceandtechnology，people’Slivingstan

5、dardshavebeenimprovedsignificantly．Inordertoaccesstoinformationmoreconvenientlyandquickly,thewirelesssensornetwork(WSN)technologyismadein-depthstudybyhumanbeings．Thus，anumberofadvancedWSNtechnologiesemergenaturally，ZigBeeinparticular．ZigBeetechnologyhasbeenahotresearchsince

6、itsbirth．Itisrapidlyappliedinvariousfieldsduetoitslow-powerconsumption,lowcost，lowcomplexityandothercharacteristics．ButonaccountofthespecialapplicationenvironmentofZigBeenodes，itsterminalnodesaregenerallybattery-powered．Hence，theenergyconsumptionofnodeshasbecomeakeyobstacle

7、initsrapidpromotion．Therefore，thelow—powerresearchanddesignofZigBeenodesareofimportantsignificance．ThispaperfirstlyintroducesthetechnologicalfeaturesofZigBee，andthencompareswithotherwirelesscommunicationtechnologies，andbrieflydescribesthecompositionofZigBeeprotocolstack．Pow

8、erconsumptiondistributionofnodesareanalyzed，andonthisbasis，severalpossiblelow-powe