1.4 论文结构

论文一共分为6个章节：

第1章为绪论，介绍了论文背景与意义、论文的主要办法。

第2章介绍有关Zigbee协议的技术特点、适用环境、整体架构和网络拓扑结构。

第3章对CC2530硬件进行介绍，介绍了开发板内部部分电路作用。

第4章在IAR环境下使用C语言进行编程实现组网以及收集电压和温度信息的功能。

第5章对代码测试过程中各节点建网或者采集数据的过程进行截图，并应用协议知识对截图进行说明。

第6章在Matlab环境下，编程实现界面，利用Matlab在处理数据具有极大优势的特点对数据进行处理，画图显示变化。

2 Zigbee技术标准与协议分析

2.1 Zigbee的介绍

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，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，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[5]。

不同的是，Zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立，而移动通信网主要是为语音通信而建立；每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币[6];每个Zigbee 网络节点不仅本身可以与监控对对象，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。文献综述

2.2 Zigbee技术特点

2.2.1 技术优点

Zigbee 技术与其他无线通信技术相比，Zigbee 技术的优点突出表现在以下几个方面：通信速率高、使用掌握该技术简单、能耗低、传输速率虽低但相对其他无线传输技术速率有较大提高、安全性能较高。

⑴低功耗[7]，Zigbee 低功耗的特点除了其传输速率低、数据量少、传输时间短的原因，主要还是因为基于 Zigbee 技术的传感器节点在不需要检测、处理数据时，将自动转向休眠模式，而休眠模式几乎不消耗能量。而四节普通的 5 号电池能支持一个 Zigbee 模块工作半年甚至两年左右。

⑵低成本，由于 Zigbee 协议简单且Zigbee 无线传感器网络传输速率低，大大降低了硬件的开发成本；另外，Zigbee 协议已开源并且 Zigbee 技术使用的是免许可证的2.4GHz ISM 频段，全球提供ISM 频段，此举也方便公司提供开发世界性标准产品的统一标准，因此降低了开发者的风险，避免开发出来的产品因为使用标准或者协议不同的原因而不能全球推广。

⑶短延时，Zigbee 的响应快，节点由睡眠模式启动到工作模式，设备搜索时间只需 45ms，即节点从睡眠状态到激活状态仅需要 15ms，从激活状态到加入网络仅需 30ms；这将大大减少了能耗。来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

⑷高安全性，在数据传输中，Zigbee 协议提供了三级安全性。用在数据转移中的高级加密标准（AES），对称密码加密机制 AES 可以有效地防止网络数据传输中被第三方篡改或者窃取。

⑸大网络容量，如果没有协调器的话，一个 Zigbee 无线传感器网络最多可容纳 255 个网络节点。若有协调器加入负责组建网络，Zigbee无线传感器网络最多可扩充到65535个 Zigbee 节点。