基于Zigbee的无线传感器网络的研究.pdf

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1、陕西省自然科学基金项目：面向移动视频信息处理的嵌入式软硬件平台无线传感器节点执行数据采集、处理和通信等工作。Zigbee技术将终端从器件技术研究（2006F44）上分成两类。一类是全功能器件(FFD：FullFunctionDevice)，它拥有足够的存储空间来存放路由信息并且处理能力也相基于Zigbee的应增强，它承担了网络协调者的功能，可以同网络中的任何设备通信，可存在于任何拓扑结构中。另一类是简化功能器件无线传感器网络的研究(RFD：ReduceFunctionDevice)，它内存较小，功耗低，不

2、能作为网络协调者，只能与FFD通信，实现简单，多用孟开元王琦珑曹庆年西安石油大学计算机学院710065于星型拓扑结构中。全功能器件主要起到网关的作用，而简化功能器件是最基本的摘要线局域网、无线个人网、蓝牙网络等，它传感器节点用来捕获数据信息并传递给其Zigbee是一种专为低成本和低功耗传感器控制们的设计基本上都是为了同时满足人们各范围内的网关节点。每个Zigbee网络节点网络设计的无线网络协议，它是一种新型双种各样的需要，如语音、视频、图像等。(FFD和RFD)可以支持多到31个传感器和向无线通信技术，主

3、要应用于自动控制、传然而，无线传感器网络一般是为了某个特受控设备，每一个传感器和受控设备终端感、监控和远程控制领域。本文介绍基于无线定的需要而设计的，它是一种基于应用的传感器网络节点的设计原则，给出了无线传无线网络。本文通过对无线传感器网络的可以有8种不同的接口方式，可以采集和感器网络通用节点的基本构架，给出了系统传输数字量和模拟量。根据上层的应用环制作工艺及各种不同场合下的应用分析，的硬件结构及软件的设计方案和具体实现，境，FFD和RFD互相组合，可以共同协总结了以下几个方面的基本设计原则：并从硬件、软

4、件两方面考虑了低功耗设计的调工作，不仅扩大了网络的覆盖范围，同（1）节能是传感器网络设计最主要的要求。时由于RFD的加入，节省了整体功耗[1]。问题。无线传感器网络要部署在人们不便关键词整个网络由若干终端设备和监控中心接近的场所，而且不常更换供电设备，对Zigbee；无线传感器网络；MSP430F169组成，网络采用星型拓扑结构，Zigbee网终端功耗要求就非常严格。在设计过程中图法分类号：TP393络系统的拓扑结构如图1所示。监控中心文献标识码：B中，应采用合理的能量监测与控制机制，由1台计算机和多个协

5、调器组成，协调器是功耗要限制在几十毫瓦甚至更低数量级。一种实现一组很多Zigbee服务的FFD，负（2）成本的高低是衡量传感器网络引言责与所控制的子节点通信、汇集数据和发设计好坏的重要指标。传感器网络终端通当前，传感器网络正朝着开发无线传布控制或起到通信路由的作用。设备节点常大量散布，只有低成本才能保证传感器感器网络的方向发展。对无线传感器网络可以是FFD或RFD，RFD是最简单的网络广泛使用。这就要求无线传感器的各的研究与开发是目前信息领域的一个热点，Zigbee节点，只实现一组最少的ZigBee服个模

6、块的设计不能特别复杂，否则不利于国际上许多著名的大学和公司纷纷从不同务。采用Zigbee技术的设备节点成本一般降低成本。的层次、角度对传感器网络进行了研究和只有几美元，功耗非常低，使用普通五号电（3）微型化是传感器网络追求的目开发。近年来，我国的一些著名高校也展池就可以维持长达数年的工作时间；单个标。只有终端本身足够小，才能保证不影开了这一领域的研究工作，内容包括无线Zigbee设备的通信距离约100米，可将多个响目标系统环境。传感器节点的硬件设计、操作系统设计以设备配合起来覆盖更大的范围；节点的时（4）

7、可扩展性也是设计中必须考虑及无线传感器网络的路由技术、节能技延很短，信道接入时延仅为15ms，休眠激的问题。终端应当在具备通用处理器和通术、覆盖控制技术等。活的时延为30ms；网络容量较大，一个网信模块的基础上拥有完整、规范的外部接传统的无线网络包括移动通信网、无络内可容纳65000多个终端设备[2]。口，以适应不同的组件。1.2终端设备设计1、无线传感器网络的硬件设计本文设计的设备节点是一个微型化的1.1无线传感器网络结构图1Zigbee网络的拓扑结构图图2终端设备结构图-91-信息科技中国科技信息20

8、09年第7期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONApr.2009嵌入式系统，构成了无线传感器网络的基加能量监测模块、定位系统、移动系统、感器节点的功耗，并且传感器节点只是在础支持平台。该节点由数据采集模块、微处电源自供电系统等各种附加模块，增强节有需求时唤醒并主动与协调器建立连接，理模块（包括微控制器及其外围设备）、无点的可扩展性。从而有效地控制了其他网络中Zigbee物理线通信模块、电源模