ZIGBEE无线传感器及其网络设计学生：学号：专业：班级：张琦：基于ZigBee的无线网络报警系统指导教师：二OO八年六月II摘要本文介绍了无线传感器网络的概念，从无线传感器网络的体系结构、网络协议、节点技术出发，展开了对无线传感器网络的相关研究，归纳了无线传感器网络的特点和关键性问题，详细介绍了无线通信协议ZigBee的特点及协议结构。接着基于无线传感器节点设计原则及所选的微型数字温度传感器DS1820，给出了无线传感器网络的通用结构，给出了系统硬件及软件的设计方案和具体实现，并从硬件和软件方面考虑了低功耗设计的要求。最后进行了实验环节，实验结果表明本文设计的无线传感器网络可以在较低功耗下实现温度信息的无线采集。关键词：无线传感器网络;IEEE802.15.4;ZigBee协议;DS1820IABSTRACTThisdissertationdescribestheconceptofWSN.Systemstructure,nodetechnologyandprotocolsofnetworkofwirelesssensornetworksareexploredastheresearchworkofthebeginning.Thecharacteristicsandanalyzeoftheprotocolsofdatalinklayerandnetworklayerarecarriedout.Then,theprotocolstructureandcharacteristicsofthewirelesscommunicationprotocolZigBeeareintroducedindetail.ItwasproposedthatbasicontheprincipleofwirelesscommunicationprotocolandmiracledigitaltemperaturecommunicationDS1820.Thesolutionandpracticalsensornetworkbasicsontheprincipleofdesign.Thesolutionandpracticalimplementationofhardwarestructureandsoftwareofthesystemisprovided,andagoodconsiderationofitslowpowerconsumptiononthefactofhardwareandsoftwarewasoutlined.Atlast,theexperimentalresultsshowthatthesystemcanrealizewirelesscommunicationbetweenthesensornodesatlowerpowerconsumption.Keywords:Wirelesssensornetwork(WSN);IEEE802.15.4;ZigBeeprotocol;DS1820II目录第1章引言1.1ZigBee概述ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制、传感、监控和远程控制等领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。IEEE802.15.4工作组定义了一种廉价的供固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术。ZigBee联盟在制定ZigBee标准时，采用了IEEE802.15.4作为其物理层和媒体接入层规范。在其基础之上，ZigBee联盟制定了数据链路层（DLL）、网络层（NWK）和应用编程接口（API）规范，并负责高层应用、测试和市场推广等方面的工作。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，每一个ZigBee网络数传模块在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信。每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个ZigBee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个ZigBee控制网络。ZigBee网络主要是为自动化控制数据传输而建立，每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以与监控对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料；除此之外，每一个ZigBee网络节点（FFD，FullFunctionDevice）还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD，ReducedFunctionDevice）无线连接。1.2国内外ZigBee技术的现状及发展趋势1.2.1国外ZigBee技术现状及发展趋势为了推动ZigBee技术的发展，Chipcon、Ember、Freescale、Honeywell、Mistubishi、Motorola、Philips张琦：基于ZigBee的无线网络报警系统和Samsung等公司共同成立了ZigBee联盟(ZigBeeAlliance)，包括有许多IC设计、家电、通讯设备、IP服务提供、玩具等厂商相继加入，目前该联盟已经包含150多家会员。在ZigBeeAlliance的成员中，有不少是提供ZigBee解决方案的业者。下面简单介绍一下著名的相关产品。TI/CHIPCON公司的CC2420：CC2420是ChipconAs公司推出的首款符合2.4GHzIEEE802.15.4标准的射频收发器。该器件包括众多额外功能，是第一款适用于Zig...