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无线传感器网络是由大量分布的不同规格和功能的具有感知、计算和通信能力的微型传感器节点通过自组织的方式构成的一个以数据为中心的无线网络。大量传感器节点通过相互之间的分工协作,可实时感知、监测和采集分布区域内的监测对象或周围环境的信息。
目前,已出现了无线局域网和蓝牙等无线网络技术,推动了无线传感器网络的发展。但是,现在的许多用于家庭控制和工业监测的无线传感器网络要求更小功耗,更低成本,以及更方便使用,这种情况下,ZigBee技术应运而生。
在本文中,作者创建了基于ZigBee技术的无线传感器网络的平台,设计了系统的总体结构(包括硬件平台的搭建、软件协议栈的开发等),使得该无线传感器网络平台可组成高容错性、低能耗、低成本的多跳分布式传感器网络。
论文的主要研究内容和创新如下:
(1)研究了无线传感器网络中的特点、控制信息及传感器数据的获取、描述、解析、存储和传输。
(2)全面深入的研究了 ZigBee 标准,并对 ZigBee 无线网络的组网算法、地址分配算法和路由策略进行了详细的分析。
(3)选用了符合 Zigbee 技术的射频芯片 MC13192,并配以相应的控制芯片LPC 2138,完成了低功耗,低数据速率,低成本的无线传感器网络节点平台的构建。
(4)在 ZigBee 无线传感器网络的节点平台上,完成了 Zigbee 协议栈设计和开发,使该通信平台实现了基于星型拓扑结构的网络数据传输。