基于zigbee的mesh网络的研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文基于ZigBee的Mesh网络的研究姓名：许勇申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：翟超2011-05-10摘要摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetwork）是一个热点的研究领域，它在环境监测、家庭自动化以及建筑自动化设备、工业控制装置、玩具和游戏机等设备中有着广泛的应用前景。无线传感器网络具有节点密度高、分布范围广、网络拓扑变化频繁，以及节点的功耗低、体积小、重量轻、数据处理和存储能力有限等特点。ZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种近距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞

2、，由于蜜蜂（Bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（Zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来传递新发现的食物源位置、距离与方位等信息，是蜜蜂群赖以生存和发展的通信方式。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据传输速率、低成本等。ZigBee协议采用IEEE802.15.4协议标准的物理层和链路层，并在其上增加了网络层、安全模块和应用支持子层以及设备对象等模块，从而实现了大区域网络覆盖。正是由于ZigBee在低功耗、低复杂度、自组织等方面的优势，使得其逐渐成为了无线传感器网络的首选通信协议。本文主要研究基于ZigBee技术的Mesh网络的相关技术。首先分析无线传感器网络以及ZigBee网络的一些特点，其次研

3、究无线传感器网络的体系结构及其相关应用，并介绍了ZigBee网络各层的网络协议规范，最后针对ZigBee的技术特点，改进了路由协议，并设计好可以满足Mesh网络组网所需的硬件平台，实现了Mesh网络，并搭建了一个基于ZigBee的Mesh网络的系统，且通过实验验证了硬件和软件的可行性。关键词：ZigBee无线传感器网络IEEE802.15.4Mesh网络iAbstractABSTRACTWirelessSensorNetworkisahotareaofresearch,ithasawiderangeofapplicationinenvironmentalmonitoring,homeauto

4、mation,industrialcontroldevices,toysandgamemachinesandsoon.WirelessSensorNetworkhavsnodesofhighdensityandwidedistribution,networktopologychangingfrequentely,andthenodeshavethefeaturesoflowpowerconsumption,smallsize,lightweight,limiteddataprocessingandstoragecapacityandsoon.ZigBeeisasynonymforIEEE80

5、2.15.4agreement.Accordingtotheagreementofthetechnology,ZigBeeisashort-range,low-powerwirelesscommunicationtechnology.Thenamecomesfromthecharacterdancesofbees,becausebeesusethedanceofflyingandshakingwingswithzigtotransfertheinformationofthelocation,distanceanddirectionandsononofthenewlydiscoveredfoo

6、dsourcetopeers,andbeesrelyonsuchwaytoconstituteacommunicationnetwork..Itscharacteristicsareshortdistance,low-complexity,self-organizing,low-power,lowdatarate,lowcost.ZigBeeprotocolusesthephysicallayerandlinklayerofIEEE802.15.4standard,andthenaddsnetworklayer,applicatiionsupportsub-layermodule,devic

7、eobjectandothermodulesinittoachievealargeareanetworkcoverage.Becauseofitslow-power,low-complexity,self-organization,andotherareas'ssuperiority,ZigBeehasbecomethepreferredwirelesssensornetworkcommunicationpr