(1)ZigBee协议的介绍。主要介绍了ZigBee协议中各个部分的组成和数据结构,并对各层中的重点内容进行了详细的分析;
(2)本文以无线传感网络为基础,以ZigBee技术纽带,详细设计出的家居环境监测系统中的两种节点--协调器节点(控制中心)和传感器节点。在协调器节点中,本文实现了电源、串口通信、PCB天线等主要电路的设计;而在传感器节点中,由于其与协调器类似,故仅针对不同的环境信息,设计出了不同的传感模块;
(3)本论文还设计了串口调试操作界面,可以方便用户的调试和使用,由此用户就可以实时的了解到家庭环境信息的参数。
1。5。2本文主要研究创新点论文网
本文利用ZigBee技术,以实现无线系统的组网,可以为家居环境提供多地点、多对象的监测,由于ZigBee技术的自组网性,在增加或减少监测终端时系统灵活性较大。同时此系统还省去了繁琐的有线系统布线对家居美观性的损害。
2 ZigBee技术综述
ZigBee是基于IEEE802。15。4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802。15。4标准的规定
2。1 ZigBee技术介绍
ZigBee 技术主要用于低数据传输速率并且传输距离要求不是很远的各种通信设备之间。ZigBee的名字主要来源于蜜蜂通过跳 ZigZag形状的舞蹈来传递所发现的食物的位置、距离和方向等信息,一只一只的传递下去,此种技术与蜜蜂的这种通信方式相类似。ZigBee联盟则于2001年成立,而在2002年下半年,以及四大半导体公司共同宣布加盟ZigBee技术联盟,以研发名为“ZigBee”的新一代无线通信标准,而在2006年作为中国通信行业龙头的华为公司亦加入了此联盟。截至目前,该联盟大约已有约27家成员企业,所有这些公司都参加了负责开发ZigBee协议物理层和媒体控制层技术标准的工作组。ZigBee联盟负责开发网络层及以上的协议。ZigBee协议则比蓝牙技术、高速率个人区域网或 802。11x无线局域网等技术更简单而实用。ZigBee采用了跳频技术,这和蓝牙技术相似,可以说是同族兄弟了。但相比之下, ZigBee协议比蓝牙更简单、速率更慢、功率及费用也更低。ZigBee的基本速率是250Kb/S,传输半径可扩大到400米,并可得到更低的功耗和更高的可靠性。此外,单个ZigBee无线模块就可与254个节点互联,若网络中加入路由节点,则网络最大承载量可支持65535个节点设备互联。由于它的低延迟和低功耗性能优越,所以在支持鼠标、键盘等电脑周边产品和家庭自动化仪器等低速率应用时可以比蓝牙做地更好,人们更希望能在无线玩具、传感器网络、家庭监控、工业监控和安全系统等众多领域拓展ZigBee的应用。
ZigBee网络采用的是无线自组织网络技术,与蜜蜂的通信类似,网络中的各个节点间通信以一跳或多跳的形式自动建立网络。网络节点则以ZigBee协议为基础进行通信,与各种传统无线网络相比,其主要优点有以下几个方面。