基于Zigbee技术的无线传感器网络协议的设计.docx
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1、基于Zigbee技术的无线传感器网络协议的设计基于Zigbee技术的无线传感器网络协议的设计ronggang导语:本文提出了使用zigbee技术构建簇树形拓扑构造的无线传感器网络。首先,概述了无线传感器网络的特点;其次,重点阐述了此类拓扑构造的无线传感器网络协议设计思想;最后,在实际的硬件环境下验证所设计的协议摘要:本文提出了使用zigbee技术构建簇树形拓扑构造的无线传感器网络。首先,概述了无线传感器网络的特点;其次,重点阐述了此类拓扑构造的无线传感器网络协议设计思想;最后,在实际的硬件环境下验证所设计的协议。关键字:无线传感器网络;zigbee;自愈合Abstract:Thispaperb
2、ringsforwardtoconstructcluster-treewirelesssensornetworkwhichisbasedonzigbeetechnology.Firstly,ittalksaboutfeaturesofwirelesssensornetworks.Then,itmainlytalksaboutkeypointsofdesigningthistypeofnetwork.Finally,wetesttheprotocolonrealhardware.Keywords:WirelessSensorNetworks;Zigbee;Self-health无线传感器网络是由
3、多个无线网络传感器构成,这些传感器集传感器执行、控制器和通信装置于一体,集传感与驱动控制才能、计算才能、通信才能于一身的资源受限的嵌入式设备。由这些微型传感器构成的无线传感器网络可以实时监测、感悟和收集网络分布区域内的各种监测对象信息,并对这些信息进展处理,传送给需要这些信息的用户。无线传感器网络具有自组织、自愈、多跳等特点,并且节点放置位置大多固定。由于有些无线传感器现场工作环境比拟恶劣,因此在设计无线传感器网络协议的时候就必须充分考虑传感器节点的节能问题和收集数据的实时性传输问题。ZigBee技术是一个具有统一技术标准的短间隔无线通信技术,其PHY层和MAC层协议为IEEE802.15.4
4、协议标准。本文提出的无线传感器网络工作在全球通用的ISMIndustrial,ScientificandMedica1免付费频段2.4GHz上,其数据传输速率为250Kb/s,划分为16个信道。与蓝牙或者802.11b等同属短间隔无线通信技术相比,ZigBee技术具有先天的优势。ZigBee设备为低功耗设备,具有能量检测和链路质量指示的功能。同时,由于采用了碰撞防止机制CSMACA,防止了发送数据时的冲突。在网络平安方面,采用了密钥长度为128位的加密算法,对所传输的数据信息进展加密处理,保证了数据传输时的高可靠性和平安性。用ZigBee技术组成的无线传感器网络构造简单、体积小、性价比高、放置
5、灵敏、扩展简便、本钱低、功耗低、平安可靠,这种新兴的无线传感器网络必将有广泛的应用前景。2Zigbee无线传感器网络目前,zigbee技术在国外已经在家庭网络、控制网络、手机挪动终端等领域有了一定的应用,但是现有zigbee技术构成的网络都是仅限于zigbee技术的无线个域网WPN拓扑构造,每个接入点所能接纳的传感器的节点数远远低于协议所标称的255个,为了到达传感器网络密集覆盖的目的,就必须进展复杂的组网,这不仅增加了网络的复杂性,还增加了网络整体的功耗,传感器节点的寿命大大降低。本文提出的是构建簇树形拓扑构造的无线传感器网络。网络示意图如图1:align=center图1簇形传感网络示意图
6、/align在此网络中邻近区域内的节点构成了一个簇,每个簇有且仅有一个簇头,相邻的簇头又循环构成了另一个簇,这样依次反复,构成了一个树形构造的传感网络。在此构造中,树根节点作为整个网络的协调器可以和PC机相连,接收传感器所收集的数据,并对数据进展显示和处理。3网络协议的设计3.1网络的自组织无线传感器网络最初是由全功能设备FFD的节点提议并建立,无线传感器网络建立后,此提议设备就作为整个网络协调器,该协调器可以通过串行接口和PC相连接,处理接收到的各种数据,可以以和其他异种网络进展数据交换。节点自发建网经过如下:FFD节点首先进展信道能量检测ED,选取检测到的能量峰值最小的那个信道作为要建立的
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