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随着微电子技术、低功耗数字集成技术和无线通信等技术的不断进步,传感器网络经历了从有线到无线的发展,而且无线传感器网络迅速发展起来并渗透到各个领域。无线传感器网络取代传统传感器网络,在很多特定场合有着其独特的优势。特别是对于分散测控系统、线路铺设和维护成本较高,而且在现场装置空间位置不固定的情况下,采用无线传感器技术能够解决这方面的技术难题。
本文在分析和研究无线传感器网络发展的基础上,选用ZigBee技术作为无线传感器网络的协议基础。在本文中对ZigBee技术和协议进行了分析和研究,特别是对网络层和组网方面进行了比较深入分析,在此基础上,从技术上完成了无线模块的设计和无线网络的设计。
首先,介绍了无线传感器网络的研究现状、应用前景和体系结构等。
其次,对IEEE802.15.4/ZigBee协议进行了介绍,并重点介绍了网络层,服务原语,路由策略等。在参考众多设计的基础上,提出了以Philips的LPC2104为主控平台,以Chipcon的CC2420芯片作为无线通信的芯片的硬件平台方案,从系统设计角度考虑,满足了低功耗和小型化的要求。
最后,利用所设计的硬件平台,设计了以星型组网方式为核心的无线传感器协议栈,实现了一个真正意义上的无线传感器网络。