zigbee技术应用.doc

第一章绪论
研究背景
环境是人类生存和发展的基本前提。环境为我们生存和发展提供了必需的资源和条件。随着社会经济的发展,环境问题已经作为一个不可回避的重要问题提上了各国政府的议事日程。保护环境,减轻环境污染,遏制生态恶化趋势,成为政府社会管理的重要任务。对于我们国家,保护环境是我国的一项基本国策,解决全国突出的环境问题,促进经济、社会与环境协调发展和实施可持续发展战略,是政府面临的重要而又艰巨的任务。污染问题是人类社会面临的主要环境问题,它也是人类社会活动的必然产物。虽然经过多年的治理,我国环境污染加剧的趋势基本得到控制,但是,环境污染问题依然相当严重,重大污染事故时有发生。这些问题严重影响了人们的生产和生活,成为制约我国可持续发展的障碍因素。
环境监测是掌握环境质量状况和发展趋势的重要手段,环境监测是科学管理环境的基础,环境监测是环境保护的基础性工作,必须为环境管理和经济建设服务,及时向环境保护行政主管部门提供环境质量信息及变化趋势,为有关部门在监督污染物排放、控制新污染源产生以及提高资源、能源利用率等方面提供决策依据。环境监测是正确处理环境污染事故和污染纠纷的技术依据。通过环境污染事故的监测和污染纠纷的仲裁监测,可以确定环境是否受污染、污染危害程度、受何种污染物污染等,这就为正确处理环境污染事故和污染纠纷提供技术依据。
相对于传统的有线组网技术而言,无线组网技术在环境监测方面的应用中具有无须布线、安装周期短、后期维护容易、网络用户容易迁移和增加等优势。在无线通信技术快速发展的今天,将无线通信技术应用于环境监测系统中已经成为一种趋势,无线通信技术的进一步发展,定将使得环境监测系统发展更为快速,功能上的实现也更加容易。提及无线通信技术,我们最常见有红外技术、蓝牙技术、WIFI技术、UWB技术等,目前蓝牙技术的发展最为成熟和普及,但近几年刚兴起的ZigBee技术,以其低功耗、低成本、高质量等优势, 必将成为智能家居网络的主流技术。
无线传感器网络是计算技术、通信技术和传感器技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术。它是计算机科学技术的一个新的研究分支,得到了学术界和工业界的高度重视。它的基本组成单位是无线传感器节点,具有无线通信、数据收集和处理、协同工作等功能。一定数量的无线传感器节点共同组成了无线传感器网络,每一个无线传感器节点可以随机或者特定地布置在工作环境中,通过无线通信实现自组织,获取周围环境的信息,形成分布自治系统,相互协同以达到完成特定任务的目的。无线传感器节点集成了传感器、微处理器、无线接口和电源管理四个主要模块
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由于无线传感器节点的计算能力、存储能力、通信能力等十分有限,因此在传感器节点上运行的通信协议不能复杂。虽然短距离无线产品常常使用专有协议,但IEEE(国际电器和电子工程师协会)已经授权一个工作组制订有关工作在非特许国际频段的超低功耗低数据速率网络的标准。IEEE在2003年5月批准了这一工作组制订的标准,。该标准为工作波段和数据速率分别为868MHz和20kbps、(物理层)和MAC层(媒体访问控制层)技术规范。ZigBee是由ZigBee联盟所制定的无线网络协议,此联