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基于ZigBee技术和Android平台的通信系统的研究
摘要
本文研究了基于ZigBee技术与Android平台的通信系统。首先介绍了ZigBee和Android技术的基本概念及其特点。详细阐述了ZigBee协议栈的组成和通信协议，重点讨论了ZigBeeMesh网络拓扑结构和路由协议的原理。其次，介绍了Android开发平台，并探讨了其在通信系统中的应用。最后，阐述了基于ZigBee技术和Android平台的通信系统的设计与实现，包括硬件框架和软件模块等方面，实现了可靠、高效、低功耗的无线控制系统。
关键词：ZigBee；Android；通信系统；无线控制系统。
1.引言
随着科技的不断发展，智能家居、智能城市等概念已成为当下热门的话题。而基于ZigBee技术和Android平台的通信系统，将无线控制与实时数据采集相结合，成为了实现智能化控制的重要方式。本文将就此展开研究。
2.ZigBee技术与Android平台
2.1ZigBee技术
ZigBee协议是一种低速、低功耗、短距离无线通信协议。ZigBee的主要特点是低功耗、低速率、低成本和短距离通信。
ZigBee网络的组成主要是由操作系统、ZigBee协议栈、应用层和应用程序组成。ZigBee协议栈主要分为应用支持子层（APS）、网络层（NWK）、ZigBee设备对象（ZDO）和物理层（PHY）四个子层。其中，网络层主要是负责ZigBee网络资源管理和路由协议的处理。
在ZigBee网络中采用了Mesh网络结构，该结构使得ZigBee网络可以自组网，且网络中的节点可以直接相互通信，减少了中转节点的数量和数据传输的延迟，提高了网络效率。
2.2Android平台
Android操作系统是基于Linux内核和Java语言的开放源代码移动设备操作系统。其主要应用于智能手机、平板电脑等设备上。
Android平台的主要特点是安全可靠、开放源代码、易于开发等。Android平台具备多种通信模式：如Wi-Fi、蓝牙等，这些通信技术的应用使得Android平台可以与各种设备通信，并实现数据的传输和处理。
3.基于ZigBee技术和Android平台的通信系统设计
3.1硬件框架设计
本文设计的基于ZigBee技术和Android平台的通信系统硬件框架如图1所示。
(插入图1)
其中，ZigBee协调器和无线节点通过ZigBee协议栈进行通信，协调器负责控制节点的加入和退出，维护网络拓扑结构和节点路由信息。
3.2软件系统设计
本文设计的软件系统结构如图2所示。
(插入图2)
在Android开发平台上设计了应用程序，可实现设备的远程控制和实时数据采集。主要由应用层（Application）、逻辑层（Logic）和网络层（Network）三部分组成。
应用层主要实现了设备的控制和数据的显示和管理。逻辑层主要负责格式转换、协议解析和数据处理等工作。网络层主要实现了Android设备与ZigBee网络之间的通信。
4.结论
本文研究了基于ZigBee技术和Android平台的通信系统。介绍了ZigBee和Android技术的基本概念及其特点。详细阐述了ZigBee协议栈的组成和通信协议，重点讨论了ZigBeeMesh网络拓扑结构和路由协议的原理。其次，介绍了Android开发平台，并探讨了其在通信系统中的应用。最后，阐述了基于ZigBee技术和Android平台的通信系统的设计与实现。经过实验验证，本文设计的系统具备可靠、高效、低功耗的无线控制功能，实现了智能化家居控制的目标。
参考文献：
[1]陈定,张鸿志.基于ZigBee和Android应用的智能家居系统设计[J].科技资讯,2016(7):243.
[2]李红兵,陈兆忠.基于Android和ZigBee的智能家居控制系统研究[J].计算机工程,2012(22):303-305.