基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是上世紀(jì)九十年代興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù),其利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別并交換數(shù)據(jù);ZigBee技術(shù)提供了一個(gè)低成本、易擴(kuò)展、可靠的無線傳感網(wǎng)絡(luò)方案,結(jié)合ZigBee和RFID技術(shù)組成綜合系統(tǒng),可發(fā)揮兩者的特點(diǎn),稱為基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)。本課題對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展,把ZigBee系統(tǒng)不僅僅看作為終端節(jié)點(diǎn)傳感器數(shù)據(jù)傳遞網(wǎng)絡(luò),而做為其他RFID信息采集裝置的無線數(shù)據(jù)

2、傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),建立基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。兩種技術(shù)的結(jié)合彌補(bǔ)了各自的不足,不僅增大了RFID的識(shí)別距離,網(wǎng)絡(luò)的頻率利用率和可靠性也得到提高,并且節(jié)約了大量有線設(shè)備的連接,使應(yīng)用系統(tǒng)變得更加靈活多變。為復(fù)雜地形環(huán)境的多樣信息能被高效準(zhǔn)確采集提供一個(gè)可供參考使用的無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
　　 論文對(duì)ZigBee和RFID這兩種技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、特點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)做了分析,根據(jù)ZigBee無線個(gè)域網(wǎng)和超高頻段R

3、FID特點(diǎn),將兩者結(jié)合使用,根據(jù)理論基礎(chǔ),把以單純節(jié)點(diǎn)方式信息采集的RFID技術(shù)推廣到可以自組網(wǎng)且能協(xié)同操作的ZigBee無線傳感網(wǎng)中融合,設(shè)計(jì)出實(shí)際硬件電路,并通過詳細(xì)實(shí)例分析兩者結(jié)合的可行性、優(yōu)越性。
　　 本課題主要對(duì)ZigBee技術(shù)、RFID技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,對(duì)基于ZigBee技術(shù)的RFID無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì),主要包括:
　　 1.基于對(duì)ZigBee技術(shù)、IEEE802.15.4協(xié)議、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

4、的深入學(xué)習(xí),對(duì)ZigBee的關(guān)鍵技術(shù)CSMA/CA算法及系統(tǒng)的低功耗性能進(jìn)行了分析。
　　 2.對(duì)UHF頻段RFID技術(shù)進(jìn)行深入研究,針對(duì)實(shí)現(xiàn)讀寫器的關(guān)鍵技術(shù),以及所設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境要求,選取設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、抗干擾性能強(qiáng)的讀寫器結(jié)構(gòu),對(duì)各級(jí)使用的關(guān)鍵器件進(jìn)行選型。
　　 3.分析了RFID技術(shù)中常見的幾種防碰撞技術(shù),詳細(xì)介紹了一種經(jīng)優(yōu)化改進(jìn)的確定性防碰撞算法:廣度優(yōu)先動(dòng)態(tài)二進(jìn)制搜索算法(BDBS)。

5、　　 4.采用Jennie公司生產(chǎn)的開發(fā)工具箱JennicJN5139ZigBee收發(fā)芯片,設(shè)計(jì)了高性能、低功耗的ZigBee硬件模塊。采用了由NordicVLSI公司生產(chǎn)的單片射頻信號(hào)傳輸芯片nRF905,并對(duì)系統(tǒng)電源模塊、控制模塊、信號(hào)收發(fā)模塊及周邊電路模塊的電路進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。
　　 5.基于上述研究成果分析了基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)研究的可行性,提出并實(shí)現(xiàn)了一種具有開放性、通用性的硬件接口解決方案,