基于zigbee协议的无线传感器网络研究

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1、国内图书分类号：TP392国际图书分类号：004工学硕士学位论文基于ZigBee协议的无线传感器网络研究硕士研究生：刘广新导师：刘晓为教授申请学位：工学硕士学科、专业：微电子学与固体电子学所在单位：微电子科学与技术系答辩日期：2008年6月30日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP392U.D.C:004DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringINVESTIGATIONONZIGBEEFORWIRELESSSENSORNETWORKCandidate:LiuGuangxin

2、Supervisor:Prof.LiuXiaoweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliation：Dept.ofMicroelectronicsScienceandTechnologyDateofDefence:June,2008Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要无线传

3、感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是一种集成了计算机技术、通信技术、传感器技术的新型智能监控网络，己成为当前无线通信领域研究的热点。同传统监控网络相比，无线传感器网络具有以数据为中心、自组织等特点。现代监控网络对功耗、成本、安全等方面提出更加严格的要求，ZigBee技术应运而生，为无线传感器网络的发展提供了契机。为实现网络覆盖面广、数据处理能力强、组网灵活和传输可靠性高等指标，选择CC2430射频SoC和ARM7处理器，设计了具有双处理器的网络节点的硬件平台。CC2430的8051内核专门用来运行ZigBee协议栈，而

4、ARM7用来通过串口控制协议栈的工作并对网络中的采集到的数据进行复杂的处理。设计了加强的射频前端电路，通过射频功率放大器与低噪声放大器提高系统的发射功率与接收灵敏度。分析了ZigBee协议的架构和各层规范，在此基础上基于符合ZigBee规范和IEEE802.15.4标准的ZStack协议栈，设计了网络协调器、路由器和终端节点的应用程序。该程序实现了ZigBee的组网与节点间通信，使用Z-Tool串口通信工具和PacketSniffer软件包测试了网络结构与功能。测试结果表明，设计的网络系统具有建立网络灵活、网络通信延时小、低成本、低功耗、网络覆盖

5、面大等优点，十分适合应用于有特殊要求的无线传感器网络应用场合。该网络平台的研究和成功实现为后期的无线传感器网络应用研究做了必要的准备。关键词无线传感器网络；协议栈；ZigBee；IEEE802.15.4-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWSN(WirelessSensorNetwork),anewsmartmonitornetworkcombiningsensor,computerandcommunicationtechnology,hasbecomeahotspotinthefieldofwirelesscommunicati

6、on.Data-orientedandselforganizingaretheadvantagesofWSNcomparedwithtraditionalmonitornetworks.Theneedingforlowpowerconsumption,lowcostandsafetyofmodernmonitornetworkleadtotheemergenceofZigBeetechnology,whichresultsinthedevelopmentofWSN.AhardwareplatformwithCC2430RFSoCandARM7pr

7、ocessorisdesignedtoincreasethecoverageareaofnetwork,dataprocessingability,flexibilityofconstructingnetworkandreliabilityofcommunication.The8051coreofCC2430isusedfortherunningofZigBeeprotocolstack,andARM7isusedtoprocesscomplexdatacollectedfromnetworkandcontrolprotocolstackbyse

8、rialport.AstrengthenedRFfrontendcircuitwithRFpoweramplifierandlownoi