ZigBee网络性能分析及网络规划应用研究

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1、硕士学住论文⑨MASTER’STHESIS中文摘要ZigBee技术是针对短距离无线通信市场开发的一种无线传感网络应用技术。它具有低成本、低功耗、组网灵活和网络容量大等特点，非常适合应用在无线抄表、家居智能化和楼宇自动化等大型监控网络中，可以解决现有监控网络存在的成本高、维护困难、移动性差等问题。目前对ZigBee技术的研究主要集中在协议栈研发、协议各层算法设计、IC芯片开发、应用前景研究等方面，对ZigBee技术作为一个大型网络的网络性能和网络规划的分析研究较少。本文旨在通过实验手段对ZigBee网络性能进行分析测量，在获

2、得实际网络参数的基础上，完成一个面向应用的网络的简单规划与设计。本文以楼字自动化应用为设计背景，综合比较分析了当前存在的多种短距离无线通信技术，认为ZigBee技术是最适合应用在短距离监控领域的一种无线通信技术。本文对ZigBee规范做了深入、全面的研究分析，并在此基础上介绍了TI公司ZigBee协议栈应用开发相关概念。在对TI公司Z．stack协议栈的网络性能进行测量分析的基础上，通过对网络进行合理规划，包括网络拓扑结构、Profile设计、网络需要分析等，设计了满足用户要求的一个简易楼字监控系统。该系统可以支持动态组网

3、，实现对远程节点温度的测量，并通过上位机监控软件实时监控这些信息。关键词：ZigBee、协议栈、网络测量、网络规划AbstractTheZigBeewirelessnetworktechnologybuildsupontheIEEE802．15．4standard，andisspecificallydesignedtoprovidecost-effective，standardized，andflexiblewirelessnetworks，whichsupportlowpowerconsumption，reliabili

4、ty,interopembilityandsecurityforcontrolandmonitoringapplicationswithlowtomoderatedatarates．ZigBeeissuitableforalargenumberofapplicationsvaryingfromindustrialmonitoringandcontrol，homeandbuildingautomation，andsensornetworkstomedicalandautomotivesolutions．Ithelpssolv

5、enetworkproblemincludinghighdesigncosts，poormobilityandusuallybecomplextomaintain．ResearchesaboutZigBeenetworkfocusontheR&Dforprotocolstacks，algorithmdesignforallprotocollayers，ICchipsdesignandSOon．ButpeoplepayliRleattentiononnetworkperformanceanalysisandnetworkpl

6、anningforsuchalarge—scaledistributedadhocnetwork．Inthepaper,wetriedtogettherealnetworkparametersbykindsofexperiments，andfmishedanetworkplanningforasimplifedbuildingautomationsystem．Throughtheanalysisandcompareoftheseveralrelatedshort—rangedwirelesstechnologystanda

7、rdswhicharepopularnowdays，wetllinkZigBeeismoresuitableforBAS．ThispaperdiscussedtheZigBeespecification，andthenintroducessomeconceptsrelatedtotheZigBeedevelopmentplatformbasedonT17SCC2430SoC．Thewholesystemdesignincludessystemresolution,profiledesign,networkneedsanal

8、ysis，hardwareandsoftwareofeachZigBeefunctionnode．Atthesametime，wedidsomenetworkperformancemeasurementtohelpdesignanetworkofoptimization．Oursystemimpleme