试论802.15.4协议栈的研究与实现

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1、华东师范大学硕士学位论文802.15.4协议栈的研究与实现姓名：姚玮申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：张卫20071001论文摘要随着传感器与无线网络技术的迅速发展，无线传感器网络(WSN)已经逐渐成为当前网络界最热门的研究领域之一。1998年3月成立了IEEE802．15工作组，它主要完成了WPAN网络的PHY和MAC层的标准化工作。主要的目的是在个人操作空间(POS)内为相互通信的设备提供通信标准。其中的任务组4制定了IFEE802．15．4标准，针对低速无线个人区域网络。主要目标是低速、低功耗、低成本，为个人或者家庭范围内的不同设备之间提供低速互联提供标准。

2、本论文的主要工作是深入研究IEEE802．15．4规范文档，开发平台相关的MC9S08GT60，MCl3192芯片文档，具体实现了基于HCS08CPU和MCl3192射频芯片的802．15．4协议栈。论文首先简单的介绍了802．15．4协议栈物理层，帅^C层的系统络梅和-r作原理，同时还简单的介绍了开发平台的基本框架。随后分别详细阐述了协议栈所包括的硬件服务平台，物理层和MAC层三大模块。硬件服务平台提供了与平台无关的基本系统服务，为上层的协议栈搭建提供了良好的基础，也为今后的平台的移植提供了便利。物理层实现了基于MCl3912芯片的802．15．4物理层所有功能，今后更换其它

3、射频芯片只需要修改物理层即可。MAC层实现了802．15．4MAC层的部分功能。由于无线传感网络对硬件和节能方面的苛刻要求，协议栈要做得越简单越小越好。因此本论文提出了按照Beacon和NOBeacon的方式对协议栈进行裁减。本论文主要讨论实现其中的NoBeacon模式下的协议栈。最后本论文还对该协议栈进行了简单的测试和分析，列出了测试环境，测试方案和测试结果。关键字：无线传感网，IEEE802．15．4，硬件抽象层，NoBeacon模式，MCl3192AB姗ACTWiththerapiddevelopmentofthesensorsandwirelessnetwork，the

4、wirelesssensornetwork(wsN、hasgraduallybecomeoneofthemostpopularresearchareasinnetworks．InMarch1998theIEEE802．15workinggroupestablished，whichcompletedthestandardizationworkofPHYandMAClayersinWPAN，toprovideaprotocolstandardsforthemutualcommunicationequipmentinthepersonaloperatingspace(POS)．The

5、TaskForce4formulatedtheIEEE802．15．4standard；inviewoflow—speed，low-power,low-costlow-speedinterconnectequipmentwithinthescopeofindividualsorfamilies．Themainworkofthisthesisisin-depthstudyIEEES02．15．4standarddocumentation,developmentplatformsofMCgSOSOT60,MCl3192chipdocmnents，andthenimplementth

6、e802．15．4protocolstackbasedontheHCS08CPUachieveandMCl3192RFchip．Thethesisfirstintroducedthesystemstructureandworkingprincipleof802．15．4protocolstack,andalsothebasicframeworkofdevelopmentplatform．Followedbydetailedd鹤,cribctionofprotocolstack,whichincludesthreemodules：hardwareserviceplatform，p

7、hysicallayerandMAClayer．Hardwaresefivcemoduleprovidedplatform·independentservicesandbasicsystemServicesfortheupperprotocolstack,whichconstructagoodfoundationfortheuplayerwork．Physicallayerachievethe802．15．4physicallayerfunctionsbasedOnMCl3912chip．O