学士学位论文--基于zigbee技术的无线传感器网络的研究与设计.doc

基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计-90-本科生毕业论文（设计）题目：基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计目录摘要：IVABSTRACTV第一章绪论11.1课题背景概述11.2WSN简介21.2.1WSN体系结构21.2.2WSN的协议栈结构41.2.3WSN特点及其关键问题61.2几种常用的无线通信技术71.3.1蓝牙技术71.3.2红外技术71.3.3ZigBee技术81.3.4Wi-Fi技术81.3.5RFID技术81.3.6HomeRF技术91.3.7UWB技术91.3.8几种无线通信技术对比91.4本文结构组织101.5本章小结11第二章ZigBee/IEEE802.15.4技术标准122.1ZigBee/IEEE802.15.4技术概述122.2ZigBee技术特点122.3ZigBee技术的体系结构132.4ZigBee技术的网络配置152.4.1两种功能设备152.4.2三种节点类型152.4.3三种拓扑结构162.4.4两种工作模式172.5ZigBee组网172.5.1基本通信原语172.5.2ZigBee网络的组网182.5.2.1网络管理服务182.5.2.2数据传输服务202.6ZigBee路由212.6.1路由协议212.6.2路由过程222.7本章小结23第三章基于ZigBee的无线传感器网络的硬件设计243.1ZigBee的几种实现方案253.2CC2430芯片介绍263.2.1CC2430芯片概述263.2.2CC2430引脚功能介绍293.2.3CC2430的增强型8051内核313.2.4CC2430的射频部分323.2.5CC2430的其它外围设备343.2.5.1直接存取（DMA）控制器343.2.5.2MAC定时器353.2.5.3模数转换器（ADC）353.2.5.4温度传感器363.3节点的控制和显示电路363.3.1控制电路373.3.2状态显示电路383.4节点的接口电路393.4.1USART接口（串行通信接口）403.4.2JTAG接口403.5节点实图413.6本章小结41第四章基于ZigBee2006协议栈的无线传感器网络的软件设计434.1Z-Stack434.1.1Z-Stack软件架构434.1.1.1系统初始化444.1.1.2操作系统的执行444.1.2Z-Stack项目中的文件目录494.2Z-Stack开发软件514.2.1IAREW8051集成开发环境514.2.2ZigBee2006协议栈524.2.3SmartRFFlashProgrammer软件544.2.4ZigBee协议分析仪软件PacketSniffer554.3Z-Stack开发的一些基本概念554.4实验测试604.4.1开关灯控制实验604.4.1.1功能描述604.4.1.2实验程序614.4.1.3实验操作及其结果654.4.2温度传输实验664.4.2.1功能描述664.4.2.2实验程序674.4.2.3实验操作及其结果734.5本章小结76第五章总结与展望775.1无线传感器网络的应用设想775.2总结与展望785.2.1本文总结785.2.2展望78参考文献79附录80致谢89基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计作者：闫彦含指导老师：何自立摘要：无线传感器网络是涉及多学科、知识高度集中、在当今国际上备受关注的前沿热点和研究领域。它综合了传感器、微处理器和无线通信三项重大技术，具有信息采集、处理、无线传输能力，是新一代传感器网络的主要发展方向。而低功耗、低成本、应用简单方便的ZigBee技术的诞生为无线传感器网络的发展和开拓起到了巨大的推动和促进作用。本文主要从ZigBee技术着手，对无线传感器网络进行学习研究和设计。首先，本文对无线传感器网络的背景、发展状况和应用前景进行了简单介绍，然后从体系结构、节点结构、协议栈、特点和关键问题等方面对无线传感器网络进行详细描述。接着本文又详细剖析了ZigBee/IEEE802.15.4技术。其次，本文对基于ZigBee的无线传感器网络的硬件部分进行了设计，其中包括主芯片CC2430、外围设备、射频模块、控制电路、显示电路和接口电路等。再次，本文对基于ZigBee的无线传感器网络软件部分进行了设计，并通过实验展示了本文所设计的无线传感器网络的可行性和可靠性。最后，本文进行总结和展望，并提出了几种基于ZigBee的无线传感器网络的应用。关键词：无线传感器网络；ZigBee；CC2430；Z-StackTHERESEARCHANDDESIGNOFWIRELESSSENSORNETWORKSBASEDONZIGBEEABSTRACT:WirelessSensorNetwork(WSN)isamulti-d