Zigbee无线网络及其与Internet的连接

摘要

微电子技术、计算机技术和无线通信等技术的进步，推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络就是将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起，改变人类与自然界的交互方式。人们可以通过传感器网络直接感知客观世界，从而极大地扩展现有网络的功能和人类认识世界的能力。Zigbee无线通信技术是一种新兴的短距离无线通信技术，具有低功耗、低速率、低时延等特性，具有强大的组网能力与超大的网络容量，由于其独有的特性，Zigbee无线技术也是无线传感器网络的首选技术，可以广泛应用在消费电子产品、家居与楼宇自动化、工业控制、医疗设备等领域，具有广阔的发展前景。 本文阐述了Zigbee无线传感器网络服务器与网络节点的研发，以及无线传感器网络的组建和通信。Zigbee无线传感器网络服务器采用B/S结构和模块化的设计方法，使用S3C2410和Linux的开发平台，通信模块采用MC13192收发芯片，通过因特网实现对Zigbee无线传感器网络节点远程访问与控制。网络节点采用HCS08GT60和MC13192的开发平台，实现对各种传感器信息的采集和传输。此外，文中给出了无线传感器网络服务器和节点的软件和硬件设计方法，最后对组建的无线网络进行了组网和监控测试，实验表明本研究的无线传感器网络具有很好的扩展性和移植性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状和发展趋势

1.3本文的主要研究内容

1.3.1研究目标

1.3.2研究内容

1.4本文的论文结构

1.5本章小结

第二章Zigbee无线通信网络技术

2.1 Zigbee无线通信技术概论

2.2 Zigbee网络设备类型

2.3 Zigbee网络拓扑结构

2.4 Zigbee协议栈

2.4.1 Zigbee物理层

2.4.2 Zigbee媒体接入层

2.4.3 Zigbee网络层

2.4.4 Zigbee安全层

2.4.5 Zigbee应用层

2.5本章小结

第三章系统硬件电路设计

3.1系统功能需求分析

3.1.1 Zigbee无线网络服务器的功能需求分析

3.1.2 Zigbee节点的功能需求分析

3.2系统设计方案

3.2.1 Zigbee网络服务器设计方案

3.2.1 Zigbee节点设计方案

3.3 Zigbee网络服务器外围电路设计

3.3.1电源电路

3.3.2存储接口电路

3.3.3串行接口电路

3.3.4以太网接口电路

3.4射频部分硬件电路设计

3.4.1无线通信芯片MC13192

3.4.2芯片内部结构

3.4.3外围电路及接口电路设计

3.5.Zigbee节点硬件电路设计

3.5.1电源电路

3.5.2串行通信电路

3.5.3接口电路设计

3.5.4节点的电路板设计

3.6本章小结

第四章 软件实现

4.1软件设计分析

4.1.1 Zigbee无线通信网络服务器软件设计

4.1.2 Zigbee节点的软件设计

4.2嵌入式WEB服务器的移植与开发

4.2.1 U-boot移植

4.2.2嵌入式Linux操作系统的定制与移植

4.2.3文件系统的移植

4.2.4 Boa服务器的移植开发

4.3无线网络服务器驱动程序的开发

4.3.1服务器无线收发模块的驱动程序

4.4通信程序的实现

4.4.1 Zigbee无线通信服务器的软件实现

4.4.2 Zigbee网络节点通信软件的设计

4.5本章小结

第五章 Zigbee无线传感器网络系统测试

5.1节点性能测试

5.1.1节点通信距离及其丢包率

5.1.2传感器信息数据的采集

5.1.3节点技术参数

5.2人机交互界面的开发测试

5.2.1 CGI工作原理

5.2.2 LED监控页面测试

5.3组网测试

5.3.1创建PAN网络

5.3.2节点加入PAN网络

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢