基于ARM的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著我國“十二五”規(guī)劃的推動部署，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了較大的推廣。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，在智能傳感器、無線監(jiān)控等方面得到了廣泛的關(guān)注。ZigBee技術(shù)作為一種新型的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)，隨著其標(biāo)準(zhǔn)的逐漸完善，近年來也得到了廣泛的研究與應(yīng)用。
　　目前而言，市面上也出現(xiàn)了基于ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但整套解決方案價格較為昂貴，很多廠家的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)單獨進(jìn)行數(shù)據(jù)采集

2、，然后通過串口或者USB口與電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其通信距離大大受到限制；此外即使有些方案提供外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，基本上都是使用GPRS模塊來搭建，由于GPRS心跳間隔以及移動網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性問題，使得有時候會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)暫時掉線的現(xiàn)象。
　　基于上述原因，本文設(shè)計了加工成本低、傳感器接口豐富的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，同時結(jié)合應(yīng)用場景設(shè)計了ZigBee-TCP/IP網(wǎng)關(guān)，基本可以滿足國內(nèi)市場對基于ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。
　　

3、本文首先對ZigBee技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對ZigBee協(xié)議棧的工作原理進(jìn)行了剖析，分析了基于Z-STACK協(xié)議棧的編程模型及機(jī)理。
　　其次，提出了基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計方案，并對各功能模塊進(jìn)行了分析，并給出了具體的設(shè)計原理圖；具體分析了ZigBee-TCP/IP網(wǎng)關(guān)的設(shè)計原理以及各個功能模塊的硬件電路。此外，文中對印制板天線進(jìn)行了理論分析、仿真，并進(jìn)行了加工測試，并對影響天線性能的幾個參數(shù)進(jìn)行了分

4、析。實測表明，該天線能夠滿足基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對天線性能的要求。
　　然后，在具體硬件電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件設(shè)計，包括ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件和ZigBee-TCP/IP網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計；其中，重點突出了基于ZigBee協(xié)議棧的編程方法以及嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧以及嵌入式文件系統(tǒng)和嵌入式圖形用戶界面的移植原理和方法，并給出了具體移植范例。
　　最后，對系統(tǒng)進(jìn)行了測試，并對