基于zigbee无线传感器网络技术的系统设计

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1、第28卷第2期计算机工程与设计2007年1月Vol.28No.2ComputerEngineeringandDesignJan.2007基于Zigbee无线传感器网络技术的系统设计纪金水(西北民族大学计算机科学与信息工程学院，甘肃兰州730030)摘要:介绍了IEEE标准化协会为低速无线个人区域网络(low-ratewirelesspersonalnetwork,LR-WPAN)制定的IEEE802.15.4标准与基于该标准的ZigBee网络结构，然后给出了一种分簇结构的ZigBee网络与GSM/GP

2、RS网络相结合实现远程监测的无线传感器网络的软件与硬件总体设计方法，介绍了系统设计中降低节点能耗的方法，最后对该方案的应用进行了总结。关键词:传感器网络;数据融合;网络协调器;传感器节点;分簇结构中图法分类号:TP393.02文献标识码:A文章编号:1000-7024(2007)02-0404-05ZigbeewirelesssensornetworktechnologybasedonsystemdesignJIJin-shui(CollegeofComputerScienceandInformati

3、onEngineering,NorthwestMinoritiesUniversity,Lanzhou730030,China)Abstract:IEEEstandardizationassociationforlow-speedwirelesspersonalareanetworkstandarddevelopedbyIEEE802.15.4andnet-workarchitecturebasedontheZigBeestandardareintroduced.Thenasub-framestruc

4、tureoftheZigBeenetworkGSMGPRSnetworkcombinedwiththerealizationoflong-rangewirelesssensornetworkmonitoringsoftwareandhardwaredesignmethodologyisgiven.Asystemdesignapproachisdesignedtoreduceenergynodes,thelasttheapplicationoftheprogrammeissummed.Keywords:

5、sensornetworks;datafusion;networkcoordinator;sensornodes;structuralclustering0引言无线传感器网络((wirelesssensornetwork,WSN)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器结点组成，具有传感器拿凑当特加密一井一」ZigBee联盟节点密度高，网络拓扑变化频繁，以及节点的功率、计算能力和数据存储能力有限等特点。可以在需要安放传感器地方任意布置传感器节点无须电源和数据线，增加和减少数据点非龙EE802巧ALLC

6、一介门IEEE802.15.4常容易。通过无线通信技术自组织构成网络系统，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。传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官又被称为全芯片868MHZ/915MHZ/2AGHZ球未来的3大高科技产业[1,21图I协议栈结构1IEEE802.15.4/ZigBee标准、协议现及业务发现。IEEE标准化协会针对无线传感器网络需要低功耗短距(2)网络/安全层:网络层主要实现节点加入或离开网络、离的无线通信技术为低速无线个人区域网络(low-ratewir

7、eless接收或抛弃其它节点、路由查找及传送数据等功能，支持Clus-personalnetwork,LR-WPAN)制定了IEEE802.15.4标准。该标ter-Tree,AODVjr,Cluster-Tree+AODVjr等多种路由算法，支持准把低能量消耗、低速率传输、低成本作为重点目标，旨在为星形((Star)、树形(Cluster-Tree)、网格((Mesh)等多种拓扑结构，提个人或者家庭范围内不同设备之间低速互连提供统一标准。供合适的连接应用层的接口。其中数据服务入口实现网络级IEEE8

8、02.15.4/ZigBee协议栈结构如图1所示。协议栈中物理协议数据单元、协议特定路由;管理入口实现配置一个新设层与MAC层由IEEE定义，网络层与应用程序框架由ZigBee备、启动一个网络、加入或离开网络、地址分配等。安全方面联盟定义，上层应用程序由用户自行定义[[4,5]的规范涉及ZigBee所提供的安全性方法，包括密钥建立、密钥(1)应用层:主要负责把不同的应用映射到ZigBee网络层传输、框架保护、设备管理等。上，其中包括:安全与鉴权、多个业务