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《济南大学》 2010年
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基于ZigBee无线传感网络的实现

王江峰  
【摘要】: 无线传感网络是当前国际上备受关注的、由多门学科高度交叉综合的新兴前沿热点研究领域,是21世纪产生巨大影响力的技术之一。它将传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术整合在一起,具有采集信息,发送并处理信息等功能。随着电子技术的发展,无线传感器网络进入快速发展时期。 然而,无线网络技术在工业监控、农业自动化、智能建筑、生物医疗、环境检测、智能家居等应用领域刚刚起步,这些领域对数据吞吐量的要求都很低,而且功率消耗也比现有标准所提供的功率消耗低。为了促使简捷方便的、可以随意使用的无线装置大量出现,需要在这些应用领域空间布置大量的无线接入点,因此低廉的价格将起到关键性作用。 ZigBee协议标准作为一种新的无线连接技术在低成本、低功耗、网络容量大和低速率领域开辟了新的天地。ZigBee技术具有功耗低、成本低、时延短、网络容量大及组网能力强等优点。目前在国外,ZigBee网络技术已经得到一定的应用。 根据开放式通信系统互联参考模型(OSI),ZigBee网络分为四层。由IEEE 802.15.4标准制定的物理层和媒体接入控制层,ZigBee联盟规定的网络层和应用层组成。其网络节点有成本小、功耗低和体积小等特点,从而突出此网络系统的低成本、低功耗、易实现等优点。 论文首先介绍了无线传感器网络的特点和发展现状,对几种常见的无线传感网络技术作了比较,并介绍了ZigBee网络技术的特点和应用领域。然后再全面深入分析了ZigBee网络协议,详细说明了物理层、MAC层、网络层的功能和实现。采用Freescale公司提供的以MC13213为代表的第二代硬件平台方案,MC13213作为一个系统集成芯片,内部集成S08GT60单片机和MCl3192射频模块,从而简化了外围电路的设计,进一步降低了成本。然后在此硬件平台上构建软件支撑平台以及对ZigBee通信协议栈的实现。提出了基于ZigBee的组网算法,从扫描信道、网络建立、地址分配以及节点入网等步骤构建一个无线网络,实现无线传感器网络的组网功能,并在硬件平台上成功得到验证。论文的最后以现代农业中数据采集实际的应用为对象,设计了一个较为简单的应用实例,完成协调器建网,节点入网以及数据的发送与接收,从而验证了协议栈的可用性。 本文所研究的内容对基于ZigBee技术无线传感器网络的应用具有一定的参考价值和实际意义,并为ZigBee无线技术在应用领域方面的应用提供了相关的软硬件基础平台。论文的最后进行了总结,并提出今后的研究方向。
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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【引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【二级引证文献】
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【相似文献】
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9 张胜;基于ZigBee无线传感网和模糊控制的温室番茄智能灌溉系统设计[D];浙江大学;2011年
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