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基于IEEE802.15.4/Zigbee的无线传感器网络的研究

王贺  
【摘要】: 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量分布的不同规格和功能的具有感知、计算和通信能力的微型传感器节点通过自组织的方式构成的一个小范围的无线网络。大量传感器节点通过相互之间的分工协作,可实时感知、监测和采集分布区域内的监测对象或周围环境的信息。无线传感器网络有着与传统网络明显不同的技术要求,前者以数据为中心,后者以传输数据为目的。传感器网络最初是由于军事需要而发展起来的,随着传感器网络技术的逐步发展,它的应用也越来越广泛,现在己从军事防御普及到社会的各个领域,同时也要求无线传感器网络具有更小功耗,更低成本,以及更方便使用的性能,在这种情况下,ZigBee技术应运而生。 ZigBee技术是一种短距离无线双向通信技术,该技术拥有协议简单、功耗低、组网能力强、网络容量大、时延短、安全、可靠及成本低等优点,具有路径选择、自动连结网络及自我恢复等功能。ZigBee技术特别适合于数据吞吐量小、网络建设投资少、网络安全要求较高、不便频繁更换电池或充电的场合。预计将在消费类电子设备、家庭智能化、工控、医用设备控制、农业自动化等领域获得广泛应用。 本文首先介绍了无线传感器网络的基础知识和研究现状;然后深入分析了ZigBee协议,给出了各个层的功能;之后,提出了一种基于ZigBee的组网算法,通过扫描信道、建立PAN网络和建立节点间的关联三个步骤构建了一个简单的网络层,实现了无线传感器组网功能;深入研究ZigBee路由机制,并对其路由性能进行了仿真;在此基础上本文设计一个小型的温度湿度监控网络系统;最后,对论文进行总结,提出今后的研究工作方向。


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