基于ZigBee无线传感器网络系统设计与实现.doc

基于ZigBee无线传感器网络系统设计与实现.doc基于ZigBee无线传感器网络系统设计与实现基于ZigBee无线传感器网络系统设计与实现摘耍:随着科学技术的发展,ZigBee无线传感器网络技术的应用越来越多。基于此,该文对ZigBee技术和无线传感器网络进行分析,对ZigBee无线传感器网络系统的设计与实现进行了论述,它具有接口简、功耗低以及稳定性能好的优点,为该技术的应用和推广建立理论基础。关键词:ZigBee;无线传感器;设计;实现中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2014)09-2100-02当前,无线传感器网络(WSN)在工业、军事以及学术研究等各个领域都受到了越来越多的关注,其研究成果具有很好的应用价值。将各种类型的具备计算功能和通讯能力的微型传感设备合理地布置在需要进行数据信息监测的区域内,并使这些传感设备能够依据环境的变化情况自动地执行指定的命令,这种能够进行自动控制的网络系统被称为无线传感器网络。由于ZipBee技术具有成本低、功耗小以及短距离等特点,使其在无线传感器网络技术中脱颖而出,成为了无线网络通讯应用技术屮的佼佼者,得到了较好的推广运用。ZigBee技术的概述ZipBee是双向的无线通讯技术的一种,它具有短距离、小功耗、低复杂度以及高稳定性的特点。目前,该技术主要是被用在系统的远程控制以及自动化控制等科技前沿领域,较为常用的工作频段有三种,在不同的工作频段上其传输速率存在一定的差异,通常它的有效传送距离是10m到75m,根据需要还可以对传送距离进行增大。ZipBee这种成熟的无线电通讯技术所具有的特点包括安全稳定性高、网络的信息容量大、成本低、时延短以及功耗低。在ZipBee技术中对其数据包釆用循环冗余校验技术来检测其完整性,同时还能够支持认证,通过运用AES-128加密算法等来保证系统的安全性。为加强稳定性系统运用碰撞避免策略,并通过建立专用的通讯通道保证特殊数据传输的稳定性,防止数据在传输过程中产生冲突,影响重要数据的传输。在MAC层进行数据传输模式的定义时运用的是完全确认技术,即发送出去的所有数据包信息都需要由数据接收方进行信息的确认。…旦在数据传输中发牛:故障,都会进行数据重新发送,保证数据的稳定传输。ZipBee网络具有较大的容量,将ZipBee网络设计成星型结构时,可实现最多25台的从属设备与1台主控设备的连接,可以将100个ZipBee网络接入一个区域,实现较为灵活的网络组建形式。较为低廉的成本也是ZipBee网络的显著特点,其模块的成本大约在20元,而ZipBee的网络协议也是不需要缴纳专利费用的,这也大大降低了其成本,从一定意义上讲,较低的成本费用是ZipBee网络技术能够广泛应用的重要原因。ZipBee网络的通讯时延较短,从休眠转换为激活状态也只需15ms的时间。工作中的设备接入信道的时延也仅为15ms,ZipBee网络通讯技术能够很好地满足那些对吋延控制要求较高的无线控制应用。在设备功耗方而,因为ZipBee的传输速率相对较低,其数据发牛:功率只有lmw,同时在设计时还添加了设备的休眠模式,进一步降低了功耗,保证了ZipBee设备的节能省电,在使用过程中,只需要给设备装配两节5号电池就能保证6-24个月的稳定供电,避免经常更换电池带来的麻烦。ZipBee的硬件及网络ZipBee中包含两种类型的硬件设备,一种是精简功能型设