基于ZigBee技术的传感器无线信息采集 - 图文(3)

尽管ZigBee发展的道路上诸多坎坷，但是随着技术的成熟和完善，ZigBee应用产品在将来已然能够让我们有所期待，技术上讲，ZigBee技术在物联网大概念的大趋势下，将扮演着举足轻重的角色，尤其在ZigBee联盟对其应用领域的不断推进，ZigBee技术已经集中在片上系统（SOC），开发新一代的网络技术与IPv6标准体系，更加完善，以更便宜的价格，低功耗，更快的发展。

纵观中国市场，由于我国无线网络市场的发展依然处在起步阶段，加上本土厂商参与有限，ZigBee产品爆发应用的条件尚未成熟，ZigBee的应用也相当有限，但是随着未来投入到ZigBee产业人士的增多，已在无线自动抄表系统、智能家居、车辆无线等工业应用上小有成效。

2

基于ZigBee技术的传感器无线信息采集

1.3 论文的主要工作

第1章绪论。介绍了课题研究的基本背景，概述国内外ZigBee技术的发展状况，阐述了探究方法。

第2章ZigBee技术。简要介绍了ZigBee技术的原理特点，组网方式及系统体系结构，介绍了各层的主要任务和功能。

第3章ZigBee网络层规范。对ZigBee网络层进行着重研究，包括其拓扑结构、服务规范以及帧格式，并介绍了常用路由算法。

第4章软件部分设计。介绍了软件开发环境，在了解ZigBee协议栈的基础上，完成温湿度采集、无线对节点的控制实验的软件设计。并完成了部分重要代码的书写。

第5章硬件部分。通过查询常见传感器的硬件接口电路，对温湿度传感器信息采集传输和串口无线控制节点LED亮灭实验硬件部分进行设计。

3

基于ZigBee技术的传感器无线信息采集

第2章 ZigBee技术

2.1 ZigBee技术简介

ZigBee通信标准的设计基于IEEE 802.15.4协议。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是利用飞行中“嗡嗡”（Zig）振动翅膀的“舞蹈”与同伴分享花粉的位置，一群蜜蜂通过这样的“一对多”形式的通信方式组成了最简单的通信网络。这种肢体语言便是zigzag舞蹈，作为新一代无线通讯技术ZigBee借此命名。因为属于无线通信领域，ZigBee技术标准规定了三个使用频率2.4GHz（全球）、868MHz（欧洲）、915MHz（美国），传输速率分别对应于 250kbit／s，20 kbit／s，40 kbit／s。

与CDMA和GSM网络相似的是，ZigBee模块在网络中的角色相当于蜂窝网络的基站，与移动网络不同的是，ZigBee网络主要应用是工业领域完成数据传输和采集以达到实时监测控制的目的，例如利用ZigBee节点所连接的湿度传感器，可以实现对区域内各个点的湿度采集。每个ZigBee节点亦可在自身射频覆盖范围内与多个孤立子节点进行无线连接，这些节点不承担网络信息中转任务[3]。

2.2 ZigBee的技术特点

目前，较为常用的无线通信技术主要有红外数据通信（IrDA）、蓝牙（Bluetooth）、无线局域网Wi-Fi、超宽带（UWB），主要性能指标见表2.1。

表2.1 常用无线通信技术参数

通信种类 ZigBee IrDA Bluetooth Wi-Fi UWB

频段 2.4GHz —— 2.4GHz 2.4GHz 3.1GHz-10.6GHz

距离 10-75m 1m 1-10m 1-100m 10m

速率 10-250kbps 1-4Mbps 1Mbps 10Mbps 1Gbps

功耗 低 中 高 高 低

节点 255 2 7 32 100+

优点

低沉本、可靠性高、低功耗

短距离、低成本 短距离、易操作 便携性、高速、适应性强

分辨率高

4