基于zigbee的无线传感器网络平台

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1、万方数据第3l誊第．3期2010年3月微计算机应用MICROCOMPUTERAPPUCArllONSV01．31No．3Mar,2010基于ZigBee的无线传感器网络平台国大伟(北京邮电大学通信工程学院北京100876)摘要：介绍了基于Zigbee的无线传感器网络，采用Atmegal28L和CC2420芯片设计实现了一个基于Zigbee的无线传感器网络平台，详细阐述了系统架构设计，微控制器模块和射频模块硬件设计以及基于TinyOS的软件设计。实验测试该平台工作稳定可靠。关键词：无线传感器网络ZigbeeAtmegal28LCC2420AWSNPla

2、tformBasedonZigbeeTechnologyGUODawei(TelecommunicationEngineeringinstitute，BeijingUniversityofPostsandTelecommunications，Beijing，100876，China)Abstract：Zigbee—basedwirelesssensornetworkisintroducedinthispaper，awirelesssensornetworkplatformbasedonZigbeeisde·signedusingAtmegal28La

3、ndCC2420chips．Thispaperdeeplydiseribesthesystemarchitecturedesign，mieroeontrollermodule，RFmodluedesignandsoftwaredesignbasedonTinyOSfortheplatform．Testsshowsthatthisplatformworksstably．Keywords：WirelessSensorNetwork，Zigbee，Atmegal28L，CC24201Zigbee无线传感器网络随着传感器技术、嵌入式技术以及通信和半导体技术的

4、飞速发展，无线传感器网络已成为计算机科学领域一个活跃的研究分支。无线传感器网络(WSN)是由一组高密度，空间上相互离散的传感器以自组织方式构成的无线网络系统。无线传感器网络分布在整个网络区域的大量网络节点互相协作地自组织组网，完成实时监测、感知和采集等各项功能。每个传感器节点都可以通过其无线通信单元进行“多跳”路由，将自身获得的信息发送或者作为数据中继将来自其他节点的信息转发到接收用户，用户也可以采用同样的方式将命令等信息逐跳转发到各节点[1’2]。无线传感器网络具有以下特征旧’4J：节点部署后网络拓扑基本固定，节点分布稠密且数量众多；节点电量，存储

5、空间和计算能力等有限；网络具有高度自组织能力，需要很强的自适应能力和健壮性；采用无线多跳路由方式。Zigbee协议是针对无线传感器网络运用而生的一种无线通信协议。ZigBee协议栈是基于标准的OSI七层模型，但只是在相关的范围来定义一些相应层以完成特定的任务。IEEE802．15．4—2003标准定义了下面的两个层：PHY和MAC层。ZigBee联盟在此基础上建立了网络层以及应用层的框架。Zigbee协议栈的分层结构如图1所示。ZigBee无线传感器网络是基于IEEE802．15．4技术标准和ZigBee网络协议而设计的无线数据传输网络。ZigBee

6、无线传感器网络采用2．4GHz无线频段，是为中短距离、低速率的无线传感器网络，节点耗电低适于使用电池长期供电，射频传输成本低，灵活度高，可实现一点对多点、对等通信和双向通信，快速组网自本文于2009一os一1l收到，2009—12—17收到修改稿。万方数据3期国大伟：基于ZigBee的无线传感器网络平台31动配置、自动恢复和高级电源管理，任意个传感器之间可相互协调实现数据通信。由于ZigBee应用的低带宽要求，ZigBee节点可以在大部分时间内睡眠，以节省电池能量，然后唤醒并迅速发送数据，然后再进入睡眠模式。ZigBee可以在15ms或更短的时间内由

7、睡眠模式进人活动模式，因此即使睡眠的节点也可以取得低唤醒时延，从而达到在低功耗下的高性能。2平台功能与节点硬件设计无线传感器网络平台应用于嵌入式传感器网络，主要侧重于节点的可扩展性和测试需求。无线网络节点具有路由功匿溺鞠虿习⋯下雨F⋯⋯⋯⋯⋯*il1．___-二·i-_·-··-··_。---．．．．_·_-_·一+。’’臣f面漏孺圃习tzighee应用属性i：!i!jiilijii菌⋯，⋯⋯⋯⋯‘下⋯一-■藤甄函圉z砂*送函⋯TIEEE802．15．4I联盟匿三耋塑蕉鲨Ili匝回画匠圜匦圃图1Zigbee协议栈的分层结构能，支持2．4GHz802．

8、IEEE802．15．4，提供高速无线数据速率，通过扩展10接口连接各种传感器板和编程板，可提供大规模自组织