基于ZigBee的无线传感器网络通信协议栈设计与实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目：基于ZigBee的无线传感器网络通信协议栈设计与实现学科专业：测试计量技术及仪器指导教师：童玲教授作者姓名：李蔚班级学号：200921070311万方数据分类号密级注1UDC学位论文基于ZigBee的无线传感器网络通信协议栈设计与实现（题名和副题名）李蔚（作者姓名）指导教师童玲教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别

2、硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2012年4月论文答辩日期2012年5月学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日

3、期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要无线传感器网络技术应用前景非常广阔，在医疗、农业、环境、军事、侵入监测、轨迹跟踪、机器故障等不同应用领域开始显现出了巨大的潜力。无线

4、传感器网络中的通信协议栈属于网络底层关键技术之一，是通信系统中不可分割的重要组成部分，是使得传感器网络应用能够进行交互的关键所在。本文基于ZigBee技术提出了一种可移植性强、提供良好编程接口的无线传感器网络通信协议栈的设计与实现，其目的是为了降低开发传感器网络应用的难度，同时也可为研究人员研究无线传感器网络效能、改进通信协议提供一个坚实基础。本文设计的无线传感器网络通信协议栈具有理论和应用上的意义。本文着重介绍了协议栈的MAC层、网络层的设计与实现。设计实现的MAC层在数据服务上支持直接传输与间接传输，支持

5、CSMA/CA机制接入信道；在管理上，支持信道的扫描、数据请求、关联等功能。网络层支持网络的建立、加入、离开、网络地址分配等网络管理功能，支持网络数据的单播及广播服务等数据服务功能。网络层的路由管理支持多对一、分级路由、最小路由成本等路由策略。本文在以射频芯片CC2531为核心硬件平台上，进行了协议栈的性能指标测试：MAC层主要进行链路的数据传输吞吐量与丢帧率等性能指标的测试；网络层主要进行自组织网络能力、路由算法反应能力、端对端网络时延及传输成功率等性能指标的测试。关键词：无线传感器网络，协议栈，ZigBe

6、e，MAC层，网络层I万方数据ABSTRACTABSTRACTWirelesssensornetworks(WSNs)haveawiderangeofpotentialapplicationindifferentfilesincludingmedicine,agriculture,environment,motiontracking,machinemalfunctionandmanyothers.CommunicationprotocolstackinWSNisthekeytechnologiesoftheu

7、nderlyingnetwork,anintegralpartofthecommunicationsystem,thekeytomakethesensornetworkapplicationscaninteract.ThispaperpresentsadesignandimplementationoftheWSNcommunicationprotocolstackbasedontheZigBeetechnologieswiththefeatureofportableandgoodprogramminginte

8、rface,itspurposetoreducethedifficultyofdevelopingsensornetworkapplications,alsotoprovideasolidfoundationforresearcherstostudytheperformanceofWSNs,improvingcommunicationprotocol.TheWSNcommunicationproto