基于ZigBee无线传感器网络的研究

无线传感器网络集成了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术,是一种全新的信息获取和处理技术,具有非常广阔的应用前景。它由无线传感器网络节点组成的,能够实时地监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,然后将这些信息传送到信息用户。 基于IEEE802.15.4标准的ZigBee协议是专门为远程无线监控应用而设计开发的一种无线通信标准。ZigBee技术的出现弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺,为无线传感器网络发展提供了保证。 本文设计一种基于ZigBee的嵌入式无线传感器网络,完成了对信息的采集和传输。其主要内容: 1. ZigBee通信协议的研究。详细分析了ZigBee协议的物理层、MAC层、网络层、应用层等各层协议,对ZigBee网络拓扑结构、应用以及节点特点作了说明。 2.无线传感器网络节点硬件系统的设计和实现。本文充分考虑了无线传感器网络节点低成本、低功耗、低速率、体积小的特点,采用LPC2138微控制器和CC2420射频芯片完成了对ZigBee无线传感器节点的设计。主要介绍了芯片的选型、射频模块、传感器模块、SPI通信接口以及外围电路的设计。 3.软件部分采用C语言程序编写。分析了MSSTATE LRWPAN的ZigBee协议栈,并将其移植到ARM7操作系统中,利用该协议完成对系统网络的组建和节点的入网设计。 4.系统调试。其内容包括:硬件节点首先对信息采集,然后将其数据发送到LPC2138处理模块,最后通过SPI接口利用CC2420通信模块完成数据的发送和接受。实验结果显示软硬件系统能够满足无线传感器网络的功能要求。