ZIGBEE无线传感器网络组网技术研究图文Word格式文档下载.docx

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毕业论文﹙设计﹚任务书

院（系物电学院专业班级通信1204班

一、毕业论文﹙设计﹚题目ZIGBEE无线传感器网络组网技术研究

二、毕业论文﹙设计﹚工作自_2016_年_1_月1_日起至__2016_年6月__20___日止

三、毕业论文﹙设计﹚进行地点:

四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求:

研究背景及目的:

基于ZIGBEE技术的无线传感器网络（WSN网络是由部署在监测区域内大量的

廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

目前被广泛的应用于环

境、军事、医疗卫生等领域。

设计要求:

Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词。

根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

本次设计要求学生以ZIGBEE通信模块为基础,通过合理的算法设计,完成WSN

网络无线通信网络设计,使得网络中各节点能够通过相互通信完成自动组网,并在此基础上完成任意两个节点之间的通信过程,并要求保证节点具有低功耗的工作特性,具体要求如下:

1、设计合理的节点通信控制算法,保证任意两节点间可实现自由通信,并且具有节点的识别功能。

2、本次设计中节点采集的数据可以是温度或其它便于在实验室现有器件条件（传感器下实现的各

种数据源。

3、所设计的网络节点应具有数据识别分析功能。

进度安排:

1、2016年3月15日前完成毕业设计开题报告,并提交至毕业设计管理系统,进入实验室开始设

计任务。

2、2016年4月30日前学院组织毕业设计中期检查。

3、2016年5月30日前完成毕业设计成果验收。

4、2016年6月10日前完成设计论文定稿、毕业答辩等工作。

5、2016年6月15日完成毕业设计所有材料的整理归档。

指导教师系（教研室

系（教研室主任签名批准日期接受论文（设计任务开始执行日期学生签名

ZIGBEE无线传感器网络组网技术研究

作者:

熊玉萍

（陕西理工学院物电学院通信1204班,陕西汉中723003

指导教师:

王战备

【摘要】本文主要是针对ZigBee无线传感器网络组网技术进行研究与设计实现,分析了ZigBee无线传感器网络的基本原理及网络组成,以实验室现有的ZigBee无线传感器网络应用开发板Q2530EB为基础,在Zigbeepro2007协议栈基础上研究无线传感器网络组网技术,分别从协调器、路由器、终端节点三个方面研究了组网与入网过程,基于IAR软件完成协调器、路由器、终端节点控制程序仿真及编译,基于Z-sensormonitor软件完成组网过程及网络拓扑的实时监测,测试结果表明,该系统具有基本无线传感器网络组网功能,可实现星形、树形等基本网络拓扑,且具有稳定的数据传输功能。

【关键字】ZigBee网络、Q2530EB开发板、IAR

ResearchonNetworkingTechnologyofZIGBEEWirelessSensorNetworks

XiongYuping

（Grade2012,Class4,MajorofCommunicationEngineering,SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngineeringofShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong723003,ShaanxiTutor:

WangZhanbei

Abstract:

ThisarticleismainlyaimedatZigBeewirelesssensornetworktechnologyofnetworktocarryontheresearchanddesignimplementation,analyzesthebasicprincipleofZigBeewirelesssensornetworkandthenetworkcomposition,withlaboratoryexistingQ2530EBZigBeewirelesssensornetworkapplicationdevelopmentboardbasedonZigBeepro2007protocolstackbasedonnetworktechnology,wirelesssensornetwork（WSNrespectivelyfromthecoordinator,routers,networkisstudiedinthreeaspects:

theterminalnodeandthenetprocess,basedontheIARsoftwaretocompletethecoordinator,routers,terminalnodecontrolsimulationandprogramcompiled,basedontheZ-sensornetworkingmonitorsoftwaretocompletetheprocessandreal-timemonitoringofthenetworktopology,thetestresultsshowthatthesystemhasthebasicnetworkfunctionofwirelesssensornetworkanditcanrealizebasicnetworktopologystar,tree,etc,andhavethefunctionofstabledatatransmission.

Keywords:

ZigBeenetwork,Q2530EBdevelopmentboard,IAR

目录

1.引言...............................................11.1研究背景....................................................................................1

1.2ZigBee网络的发展历程及前景...............................................1

2.ZigBee无线网络基本原理............................32.1ZigBee技术的特点..................................3

2.2ZigBee协议.......................................3

3.ZigBee网络基本组成................................53.1ZigBee网络构成.....................................53.1.1协调器.......................................53.1.2路由器.......................................53.1.3终端节点......................................6

3.2ZigBee网络拓扑结构................................7

4.ZigBee组网技术研究与设计..........................94.1ZigBee网络硬件组成................................94.2ZigBee网络的软件实现.............................10

4.3ZigBee网络的建立.................................11

5.ZigBee网络设计结果与分析.........................15

6.总结..............................................17致谢................................................18参考文献............................................19附录A外文翻译......................................20附录BQ2530EB开发板部分电路图......................33

1.引言

1.1研究背景

设施栽培为解决城乡居民消费结构和农民和农业结构调整,推动为主导作用,温室栽培已在农业生产中占有重要的位置,因此要实现信息把时间控制、信息采集方法是最重要的关键技术之一。

作为现代信息技术三大基础（传感器技术、通信技术和计算机技术的高度集成而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术[1]。

多个的能源使用较低的传感器组成的无线传感器网络,能够协作地随时监测、感知和采集环境中的各种监测对象的信息,并对其进行处理,获得较为准确详细的信息,通过无线传输网络将信息传送到基站主机以及需要这些信息的用户,同时用户也可以将指令通过网络传送到目标节点使其执行特定任务。

无线网络技术按照传输范围来划分,可以分为,无线个人域网（WPAN,无线局域网（WLAN,无线城域网（WMAN,无线广域网（WWAN;

其中的无线个人域网也被称为短距离无线网络。

短距离无线传输技术可分为:

蓝牙（Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi、红外线技术等[2]。

这些无线传输技术各有优缺点,但我们的检测系统不仅具有较好的可靠性、稳定性和实时性外,还应该尽可能的降低成本,以便与我们大规模地布置节点。

但由于蓝牙技术集成复杂,成本高;

而红外线技术只能在两种设备之间连接;

还有Wi-Fi技术的功耗大。

这些技术都不适用于大规模的应用范围。

而ZigBee技术由于低功耗,低成本,组网能力强,成为实时监测、感知和采集信息的最佳选择[3]。

1.2ZigBee网络的发展历程及前景

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准功率损耗较低的无线局域网协议。

ZigBee技术是拥有较短的距离和较低的功率损耗的无线传输的通信技术[4]。

ZigBee的名称（又称紫蜂协议可以说是来源于蜜蜂的八字舞,蜜蜂（bee是靠飞翔和"

嗡嗡"

（zig抖动翅膀的"

舞蹈"

和同伴进行传递花粉的方位,换句话说蜜蜂是依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

这种方式的特点是低功耗、近距离、自组织、低复杂度、低数据速率。

这种方式主要适合用于远程控制以及自动控制领域,并且可以将各种设备嵌入其中。

ZigBee联盟在2003年5月发布的ZigBee的标准为IEEE