【EN97页】毕业论文（设计）_基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计.doc文档分享 ㊣ 精品文档 值得下载

绪论课题背景概述简介体系结构的协议栈结构特点及其关键问题几种常用的无线通信技术蓝牙技术红外技术技术技术技术技术技术几种无线通信技术对比本文结构组织本章小结第二章技术标准技术概述技术特点技术的体系结构技术的网络配置两种功能设备三种节点类型三种拓扑结构两种工作模式组网基本通信原语基于技术的无线传感器网络的研究与设计网络的组网网络管理服务数据传输服务路由路由协议路由过程本章小结第三章基于的无线传感器网络的硬件设计的几种实现方案芯片介绍芯片概述引脚功能介绍的增强型内核的射频部分的其它外围设备直接存取控制器定时器模数转换器温度传感器节点的控制和显示电路控制电路状态显示电路节点的接口电路接口串行通信接口接口节点实图本章小结第四章基于协议栈的无线传感器网络的软件设计软件架构系统初始化操作系统的执行项目中的文件开发软件集成开发环境基于技术的无线传感器网络的研究与设计协议栈软件协议分析仪软件开发的些基本概念实验测试开关灯控制实验功能描述实验程序实验操作及其结果温度传输实验功能描述实验程序实验操作及其结果本章小结第五章总结与展望无线传感器网络的应用设想总结与展望本文总结展望参考文献附录致谢基于技术的无线传感器网络的研究与设计基于技术的无线传感器网络的研究与设计作者闫彦含指导老师何自立摘要无线传感器网络是涉及多学科知识高度集中在当今国际上备受关注的前沿热点和研究领域。

它综合了传感器微处理器和无线通信三项重大技术，具有信息采集处理无线传输能力，是新代传感器网络的主要发展方向。

而低功耗低成本应用简单方便的技术的诞生为无线传感器网络的发展和开拓起到了巨大的推动和促进作用。

本文主要从技术着手，对无线传感器网络进行学习研究和设计。

首先，本文对无线传感器网络的背景发展状况和应用前景进行了简单介绍，然后从体系结构节点结构协议栈特点和关键问题等方面对无线传感器网络进行详细描述。

接着本文又详细剖析了技术。

其次，本文对基于的无线传感器网络的硬件部分进行了设计，其中包括主芯片外围设备射频模块控制电路显示电路和接口电路等。

再次，本文对基于的无线传感器网络软件部分进行了设计，并通过实验展示了本文所设计的无线传感器网络的可行性和可靠性。

最后，本文进行总结和展望，并提出了几种基于的无线传感器网络的应用。

关键词无线传感器网络基于技术的无线传感器网络的研究与设计基于技术的无线传感器网络的研究与设计文章缩略语高级加密标准应用编程接口二相相移键控带有冲突避免的载波侦听多路访直接存储器访问直接序列扩频全功能设备先入先出队列图形用户界面红外数据组织工业科学医学频段国际标准测试协议低噪声放大器链路质量指标微控制单元偏移四相相移键控功率放大器个人数字处理基于技术的无线传感器网络的研究与设计个人局域网服务质量精简功能设备射频识别接收信号强度指示服务访问点特殊功能寄存器片上系统串行外围设备接口传输控制协议通用同步异步串行接收发送器无线传感器网络无线局域网无线地下传感器网络基于技术的无线传感器网络的研究与设计第章绪论课题背景概述当今世界，科学技术迅猛发展，各项新思想新技术新产品层出不穷，各种不同学科不同领域的知识和技术也在不停地交织相融，于是产生了多个极具研究价值并有着深远意义的科研课题。

无线传感器网络，简称是当前国际上备受关注涉及多个学科知识高度集中的前沿热点和研究领域。

它综合了传感器微处理器网络通信和分布式信息处理等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境信息的实时监测感知采集和处理，并以自组织多跳的无线通信方式将数据信息传送到用户终端，从而实现了科学世界与人类生活的完美贯通。

传感器网络发展至今，共经历了四代发展时期。

第代传感器网络出现在世界年代，采用点对点传输连接传感控制器构成传感器网络第二代传感器网络，具有获得多种信息信号的综合能力，采用串并接口如与传感控制器相连，构成有多种综合信息的传感器网络第三代传感器网络出现在世纪年代后期和世纪初，采用现场总线连接传感控制器，构成局域网络，成为智能化传感器网络第四代传感器网络即是无线传感器网络，正在研究开发。

年，美国技术评论杂志将无线传感器网络列为新兴十大高新技术之首同年，商业周刊在预测未来四大新技术中，无线传感器网络也位列其中。

年，杂志发表期专集传感器的国度，论述了无线传感器网络的发展和可能地广泛应用。

同时，国内外许多大学科研机构和产业界对无线传感器网络都很看好，纷纷从不同层次和角度对展开了探索和研究。

可以预见，无线传感器网络必将成为世纪项极为重要的技术，它的发展和推广也必将给人类社会带来重大影响和变革。

无线传感器网络有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业农业环境军事医疗等传统领域有着巨大的应用价值，在未来许多新兴领域也有着不可想象的优越性，例如家用保健城市交通等。

在将来，无线传感器网络甚至能够渗入到我们生活的角角落落，我们可以将手机笔记本电脑，个人数码处理等便携装置随时组成网络，构成个，无线局域网，充分享受信息随身化便利走天下的理想境界。

将用于城市路灯控制，通过布设在道路两侧的无线传感器网络，来控制路灯的亮度开关等。

将应用到空调系统，来控制空调的功率和开关，从而能达到节能省电的目的。

将应用到地震泥石流基于技术的无线传感器网络的研究与设计或滑坡等灾害多发地，能够更好更安全地协助环境监测，预报地质灾害。

总之，在不久的将来，无线传感器网络必将能够布满于我们的生活，给我们的生活带来无尽的舒适与便捷。

尽管无线传感器网络有着美好的前景，但它的应用还远远没有推广开来。

国外发达国家在这方面开始的比较早，投入也比较大，像美国波士顿大学创办了传感器网络协会，期望能促进传感器联网技术开的发展美国军方将应用到军事系统，耗资亿美元建造的，未来战斗系统，以网络为中心，达到全球到达迅速反应的低伤亡作战目标美国国家科学基金赞助的项目，美国，美国国家航空暨太空总署发起的项目等等都是关于无线传感器网络的重要研究。

国内关于的研究起步较晚，部分公司在进行商业开发，如成都无线电子龙有限公司，西安达泰电子有限公司西安华凡科技有限公司等在方面有所开发和研究。

部分大学，例如国防科技大学清华大学中国科学技术大学哈尔滨工业大学电子科技大学天津大学北京邮电大学等对无线传感器网络也进行着相关的研究工作。

总之，无线传感器网络大多处于研究实验或者商业开发阶段，在生活应用和推广普及方面还远远不够，有待进步发展。

正是基于无线传感器网络巨大的应用价值和美好前景以及应用较少的状况，本文也开展了对的基础性研究学习，对节点设计和协议栈进行描述，并提出了将应用于农业环境信息采集和控制系统。

借助于技术，农业信息采集和控制体现出实时精确方便易于管理可扩展性强等优点。

简介无线传感器网络是种特殊的网络，它是种以数据为中心自组织多跳的无线网络。

它具有规模大自组织部署方便以数据为中心动态网络通信灵活等特点。

体系结构图是典型的无线传感器网络的体系结构图。

完整的体系结构应包括传感器节点群节点互联网和用户终端等。

大量体积小成本低具有数据采集处理融合和无线通信功能的节点通过飞机播撒人工布置等方式被部署在监测区域，每个节点都可以感测监测区域内的环境信息，并以无线自组织多跳的方式在相互之间进行通信，并将数据信息传送到汇聚节点节点，最终由汇聚节点通过卫星或者移动通信等方式将数据信息传送到用户终端。

如果距离较远，为了提高通信可基于技术的无线传感器网络的研究与设计靠性，可在节点附近增设基站，通过基站与进行连接。

卫星或者移动通信等基站用户终端监测区域般节点节点图典型的无线传感器网络的体系结构传感器节点通常是个微型的嵌入式系统，通过携带能量有限的电池供电，因此其处理能力存储能力和通信能力比较弱。

从功能上看，传感器节点具有采集处理发送和接收数据的功能，部分节点还兼有路由功能节点除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其它节点转发来的数据进行存储管理等处理，同时与其它节点协作完成些特定任务。

般节点传感器节点是无线传感器网络的基本功能单元，其结构主要包括传感器模块，处理器模块，射频模块和电源模块等。

图是典型的节点结构图，其中的定位模块和移动模块为可选择性的。

传感器节点通过自带传感器采集周围环境信息，经过简单的数据处理融合，通过射频模块将其发射出去。

节点体积小，电源能量小，所以选择低功耗设计是很必要的。

汇聚节点基于技术的无线传感器网络的研究与设计汇聚节点，也称为网关节点，它比般节点具有更高的电能，更强的发射能力，更高级的数据融合能力。

它的作用是将传感器网络所采集到的有用信息通过无线方式传送给基站，进而通过卫星或移动通信等方式传送到用户终端。

电源模块处理器存储器收发器传感器转换定位模块移动模块传感器模块处理器模块射频模块图典型的节点结构基站由于节点能量有限，无法将采集到的大量数据传送到远方的控制计算机，所以需要在传感器网络附近设置基站。

如果把整个无线传感器网络比喻成个交通网络，那么基站就好比加油站，它的主要作用是给信息传递补充能量，将汇聚节点的数据信息可靠地传输到用户终端。

同时，它还具有个本地数据库的副本来缓存最新的传感器数据。

用户终端传感器网络所采集的数据信息最终都将被送到用户终端，进行更深层次的分析处理，这样采集到的数据才能够得以应用，作为反馈来控制整个系统，使系统工作得更为精确实时。

同时，工作人员还可以通过终端计算机对远程信息进行观察对比，以做出合理的操作控制。

的协议栈结构典型的协议栈结构图如图所示。

该协议栈包括物理层数据链路层网络层