张博的无线传感网论文.doc

论文题目 以CC2530和zigbee2007协议栈为基础的温湿度及干簧门磁/霍尔开关度及干簧门磁/霍尔开关传感无线组网设计 摘要 本文首先简单介绍ZigBee技术。之后按照实际设计过程先组好网络，使得协调器能够收到其他8个节点的地址信息。再分别设计温湿度传感器和干簧门磁/霍尔开关传感器，使其能够单独将信息发送给协调器。最后再将这两个传感节点加入组好的网络中。同时发送传感数据及地址数据。最后根据各节点地址数据分析绘制网络拓扑结构。最后说明实验过程中遇到的问题及其解决方法和实验需要注意的。ZigBee初学者理解TI官方例程中重要函数的作用，并学会如何根据自身需求修改。对协议栈的整体介绍及工作流程没有涉及。如有需要请参考TI官网或从其它渠道获取。 关键词 无线传感器网络 ZigBee2007协议栈 CC2530 网络结构 温湿度传感器 干簧门磁/霍尔开关传感器 正文 1.ZigBee技术简介 ZigBee是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信新技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入在各种设备中，同时支持地理定位功能。它依据IEEE 802．15．4标准，可协调几千个节点之间的相互通信。这些节点只需要很少的能量，以接力的方式通过无线通信把数据从一个节点传到另一个节点，通信效率高。与其他无线网络相比，ZigBee技术是功耗和成本最低的技术，它以其经济、可靠、高效等优点在众多领域中有着广泛的应用前景。 ZigBee技术的显著特点就是：低速率、低成本、低功耗、短距离、时延短、安全性高和网络容量大。 l、低速率 ZigBee有三个不同的工作频段，其数据传输速率有所不同，但是都处于较低的水平。其中，2．4GHz频段数据传输速率为250kbps；91 5MHz频段数据传输速率为40kbps；868MHz频段数据传输速率为20kbps。 2、低功耗 由于ZigBec在工作模式下传输速率低，通信距离小，发射功率仅为lmW；而且在非工作下，采用了休眠模式。设备的有哪些信誉好的足球投注网站、休眠激活和信道接入时延都很短，分别为30ms、15ms、15ms，因此ZigBee设备非常省电。 3、低成本 由于ZigBee技术协议比较简单，降低了对通信控制器的要求；数据传输速率低，所以大大降低了硬件开发成本。而且ZigBee协议是免专利费的，因此可进一步降低软件的应用费用。 4、短距离 两个ZigBee节点直接通信的距离一般不高于700m，增加RF发射功率后，可增加到1-3km。如果通过路由节点实现通信接力，传输距离将可以更远。 5、网络容量大 一个星型ZigBee网络最多可支持254个设备，其中一个为主控设备，其余的为从设备。 ZigBee网络组建灵活，可以通过协调器组成星型网、簇树型网和网状网。一个单独的ZigBee网络内最多可支持超过65500个网络节点。 6、时延短 ZigBee的响应速度很快，通信时从休眠状态转换到正常工作状态的激活时间非常短，一般只需15ms，节点连接进入网络所需要的时间仅为30ms。 7、高安全性 ZigBee提供了基于循环冗余校验的数据包完整性检查功能，支持鉴别和认证，并在数据传输中采用了高级加密标准(AES．128)的对称密码。 2. 无线组网 本次实验要求一个协调器，八个终端节点/路由器组成一个zigbee网络，网络个域网ID为学号末三位。协调器建好网络之后，路由器和终端节点自动加入网络并将自己的16为网络地址和其父节点网络地址发送给协调器。并通过协调器从串口传给上位机显示。 2.1 设计原理 根据在网络中承担的角色不同，ZigBee网络中的设备可以分为三种，第一种是协调器，处于网络的最顶端，具有建立网络和维护网络的能力；第二种是路由器，处于网络的中间层，有链接其它子设备并转发数据的能力：第三种是结构和功能都最简单的终端设备，负责采集现场数据。协调器的网络地址为0X0000，当其他节点加入网络后协调器给每个子设备分配一个16位的网络地址。 2.2 系统工作流程 ！！！下图仅表示节点工作流程，并不是实际网络拓扑图 2.3 软件设计流程： 2.3.1. 修改个域网ID： 在TOOL/ f8wConfig.cfg中将个域网ID修改为学号末三位。 2.3.2. 配置网络结构参数： 在 NWK/ nwk_globals.h 中定义了网络最大深度。 在 NWK/ nwk_globals.c 中，数组CskipRtrs[MAX_NODE_DEPTH+1]各元素分别为对应深度所连的最大路由器数目。数组CskipChldren[MAX_NODE_DEPTH+1]各元素分别为对应深度所连的最大子节点数目数目。 将网络进行如上配置，即最大深度为3，每一层所连的最大路由器数目都为3，每