ZigBee无线传感器网络协议及仿真设计

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1、MicrocomputerApplicationsVol.27,No.3,2011技术交流微型电脑应用2011年第27卷第3期文章编号：1007-757X(2011)03-0058-04ZigBee无线传感器网络协议及仿真设计侯雷张艳芹摘要：以ZigBee为代表的低速率无线局域网与IEEE802.15.4标准相结合，实现无线传感器网络WSN和Internet的互通，是WSN的发展方向。通过对ZigBee和IEEE802.15.4的分析研究，并针对IEEE802.15.4规范规定的物理帧、MAC帧的具体格式，进行了仿真关联平台的设计，为ZigBee/IEEE802.15.4

2、网络设计打下了坚实的基础。ZigBee网络的应用配置、性能分析和改进优化等，也是今后研究的方向。关键词：无线传感器网络；ZigBee；IEEE802.15.4；协议；中图分类号：TP393文献标志码：A0引言0-3.6dbm，通讯距离可达30～70m，具有能量检测和链路质量指示能力，设备可以自动地对自身的发射功率进行调随着移动通信技术的迅速发展，主流的宽带接入技术整，可以在保证通信链路质量的前提下的消耗最小能量。包括：固定宽带无线接入技术(FixedBroadbandWireless1.2ZigBee网络的拓扑结构Access，FBWA)、无线局域网(WirelessLo

3、calAreaNetwork，ZigBee主要采用了三种组网方式，星型网、对等网及WLAN)和无线个域网(WirelessPersonalAreaNetwork，混合网（图1星型网和对等网示意图）。在星型网中，一个WPAN)。其中WPAN的发展使得人们摆脱电缆束缚，在近功能强大的主器件作为网络协调者，位于网络的中心，其它距离内实现各种设备间的通信。基于ZigBee无线接入技术的主器件或从器件分布在其覆盖范围内。由于网络协调者定的WPAN更以其低成本、低功耗等特有的优势成为无线接义了整个网络的时分复用和多址接入方式，因此星型网的控入领域的又一颗耀眼的新星，给现代信息社会中人

4、们的工作制和同步都比较简单，通常用在设备数量比较少的场合。对和生活方式带来一场新的革命。等网是由主器件连接在一起形成的，又可分为点对点和簇树两种结构。星型网和对等网相结合则形成了混合网，各个子1ZigBee技术的概述网内部以星型连接，其主器件又以对等的方式连接在一起。信息流首先传到同一子网内的主节点，通过网关节点到达更1.1什么是ZigBee高层的子网，随后继续上传直至到达中心采集设备，中心采无线传感网络是一种新兴的技术，是目前研究的热点集设备与普通的WPAN设备相比具有更强的处理能力和内之一。大多数的无线传感网络都有功耗小的特点，ZigBee技存容量。混合网可以用于覆盖

5、范围比较大的区域，例如在豪术的出现正好了满足这样的要求。ZigBee技术（属于无线华星级宾馆中，各个房间设置一个主器件与房间内的其他从个域网范畴）是一种新型的应用于短距离范围内，低速率传器件以星型方式相连，所有主器件又以对等的方式连接起输的无线通讯技术，主要具有功耗低、成本低、数据传输可来，就形成了—个大的混合网络。靠、网络容量大、兼容性好等特点，主要适用于自动控制和远程控制领域，可嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。其MAC层和PHY层协议为IEEE802.15.4协议标准，网络层由ZigBee技术联盟制定，应用层的开发可以由用户根据自己的需求进行，因此该技术可以为用

6、户提供灵活地组网方式。ZigBee是近几年提出的一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本、低数据传输速率的双向无线通讯技术，是满足星型网小型廉价无线网络联网和控制而制定的。与其他的无线通信标准相比，ZigBee适用于数据吞吐量较小、网络建设投资小、网络安全性高、不便于频繁更换电源的场合。在工业控对等网制领域利用传感器基于ZigBee技术组成传感器网络，可以使得数据采集和分析变得方便和容易。ZigBee用于传感网络的组建很重要的一点在于它的低功耗。其发射功率仅为______________作者简介：侯雷（1986-）,男，江苏徐州人，徐州工程学院，硕士研究生，讲师，主要研究领域

7、为：网络协议、传感器网络张艳芹（1979-），女，江苏徐州人，徐州工程学院，硕士研究生，讲师，主要研究领域为：网络协议、传感器网络58MicrocomputerApplicationsVol.27,No.3,2011技术交流微型电脑应用2011年第27卷第3期测，工厂机器状态的检测，火灾的预警等方面。由于这些应用不需要实时传输和连续更新，因而功耗很低，从而很大程度上延长了电池的使用时间，减少了对ZigSee网络的维护成本。2）医护领域需要对重病和病危患者的血压、心跳和体温等信息实时监控，医生可以借助于各种传感器和ZigBee网