Zigbee网络终端应用程序无线更新技术研究

摘要

目前，短距离无线通信技术已成为无线通信技术的一个重要分支，这是因为在现实生活中，存在着许多这样的应用情况。系统所传输的数据通常为小量的突发信号，即数据特征为数据量小，要求进行实时传送，如采用传统的无线技术，虽然能满足上述要求，但存在着设备的成本高、体积大和能源消耗较大等问题，针对这样的应用场合，人们希望利用具有成本低、体积小、能量消耗小和传输速率低的短距离无线通信技术。Zigbee无线通信技术就是在这种现实需求下应运而生。
　　本文首先介绍了Zigbee技术的产生背景和现况，接着介绍了Zigbee技术在家庭自动化、家庭安全、工业与环境控制、医疗护理、检测环境、监测、监察保鲜食品的运输过程及保质情况等领域的应用。文章根据Zigbee技术协议层概念的划分，分别介绍了Zigbee各层(物理层、MAC层、网络层和应用层)的服务功能和原语。
　　本文着重介绍了Zigbee用户程序的在线更新技术和无线更新技术研究情况。在在线更新技术中，首先介绍了用户程序的开发环境和HEX文件格式，接着探讨了在线更新技术程序开发的主要步骤以及下载程序的开发问题。对于无线更新技术问题，首先说明了无线更新时通信协议精简的必要性，并详细介绍了精简后的协议功能结构。最后介绍了怎样整合精简协议和在线更新技术，实现无线更新技术。

目录

Zigbee网络终端应用程序无线更新技术研究

THE OVER-THE-AIR-UPDATETECHNOLOGY RESEARCH OF TERMINAL’S PROGRAMME OF ZIGBEE NETWORK

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 Zigbee无线通信技术简介

1.2.3.1 数字家庭领域 可以应用于家庭的照明、温度、安全、控制等。Zigbee模块可安装在电视、灯泡、遥控器、儿童玩具、游戏机、门禁系统、空调系统和其它家电产品等，例如在灯泡中装置Zigbee模块，则人们要开灯，就不需要走到墙壁开关处，直接通过遥控便可开灯。通过Zigbee网络，我们可以远程控制家里的电器、门窗等。下班前可以在路上就打开家里的空调；下雨的时候可以远程关闭门窗；家中有非法入侵时可以及时得到通知；方便的采集水电煤气的使用量；通过一个Zigbee遥控器，控制所有的家电设备。当你打开电视机时，灯光会自动减弱；当电话铃响起时或你拿起话机准备打电话时，电视机会自动静音。通过Zigbee终端设备可以收集家庭各种信息，传送到中央控制设备，或是通过遥控达到远程控制的目的，提供家居生活自动化、网络化与智能化。韩国第三大移动手持设备制造商Curitel Communications公司已经开始研制世界上第一款Zigbee手机，该手机将可通过无线的方式将家中或是办公室内的个人电脑、家用设备和电动开关连接起来。这种手机融入了“Zigbee”技术，能使用户在短距离内操纵电动开关和控制其他电子设备[2~ 6]。

1.3 本课题背景及其研究的目的与意义

1.4 本文主要工作和结构

第2章 Zigbee技术协议简析

2.1 引言

2.2 Zigbee物理层协议规范

2.2.4.1 数据传输速率 在IEEE802.15.4标准协议中，规定了2.4GHz物理层的数据传输速率为250kbps。

2.3 Zigbee的MAC层协议规范

2.3.1.1 MAC层的数据服务 MAC层公共子层服务接入点(MCPS_SAP)支持在对等的服务协议汇聚层(SSCS)实体之间传输服务协议汇聚层的协议数据单元(SPDU)。所有的设备都要为MCPS_SAP的原语提供一个接口。

2.4 Zigbee技术网络层

2.4.1.1 网络层数据实体 网络层数据实体为数据提供服务，在两个或者更多的设备之间传送数据时，将按照应用协议数据单元(APDU)的格式进行传送，并且这些设备必须在同一个网络中，即在同一个内部个域网中。

2.5 Zigbee技术应用层

2.6 本章小结

第3章 Zigbee应用程序的在线更新

3.1 引言

3.2 开发环境

3.3 HEX文件的格式

3.4 在线更新程序(Bootloader)的工作原理和开发过程

3.5 下载程序的开发

3.6 在线更新用户程序

3.7 本章小结

第4章 Zigbee应用程序的无线更新

4.1 引言

4.2 Zigbee技术协议的精简

4.3 远端节点和协调器的程序功能结构

4.4 无线更新程序的工作原理和开发过程

4.5 无线更新用户程序

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢