无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN),以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络与无线通信技术、分布式信息处理技术等,能通过集成各类微型传感器协作地进行实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,这些所采集的信息通过无线方式被发送,并以自组多跳的网络方式传输到用户终端,而实现物理世界、计算机世界以及人类社会三元世界的连通。
本文首先对无线传感器网络的基本概念及国内外发展情况、应用现状、选题意义、研究内容,结合ZigBee协议的体系结构、协议标准各层的基本功能和帧格式以及网络拓扑结构,为ZigBee无线传感器网络的实际应用设计做好了理论准备。然后根据ZigBee无线传感器网络系统的总体结构与硬件设计方案选择合适的器件,完成了ZigBee节点的硬件电路设计以及PCB板的制作。接着对ZigBee软件集成开发平台IAR与ZStack协议栈进行了简要介绍,针对开发的硬件平台对ZStack协议栈进行了修改和移植,并在协议栈基础上编写了温湿度、光照度传感器驱动程序,实现了网络协调器、路由器和终端设备节点的数据互传。最后分析了实验测试结果,从测试结果可以看出系统基本达到预期目标,设计合理,能够准确的采集和上传温度、湿度、光照度数据。
本系统完成了以SamSung S3C2440为核心板的协调器硬件与CC2430模块软硬件,编写了无线传感器网络程序能准确的采集数据,顺利的通过串口发送数据给上位机。
