基于ZigBee的无线网络组网及可靠性研究

摘要

近年来，嵌入式计算、无线通信网络和分布式信息处理等技术快速发展，各种新技术得到广泛应用;而现实的应用需求也为人们不断设计出新的技术规范提供了动力。ZigBee作为无线通信领域的新兴技术，它在工业控制和家庭自动化等领域有广泛的应用前景，已经引起了世界许多国家学术领域和商业领域的高度重视;但是ZigBee技术在国内的发展还远远不够，国内的高校和公司应加快针对ZigBee技术及其应用的研究。本文实现了ZigBee无线网络的组网，并对ZigBee无线网络的可靠性进行了研究。
　　利用ZigBee技术可以组建可靠的无线通信网络，本文介绍了ZigBee技术在国内外的研究现状及组建ZigBee无线网络的关键技术。ZigBee2007协议规范是ZigBee技术的最新协议标准，TI公司已发布遵循该协议规范的Z-Stack协议栈。TI公司推出了一个优秀的ZigBee片上系统解决方案-CC2530无线单片机。Z-Stack协议栈和CC2530单片机是组建ZigBee无线网络的基础。本文对Z-Stack协议栈进行了开发，实现了组网、收发数据等功能。以CC2530为核心，设计和实现了组建ZigBee无线网络的网络节点。本文根据ZigBee无线网络的特点，建立了ZigBee无线网络的可靠性模型，模型推导的结果为ZigBee无线网络的实际组建提供了理论依据。本文组建了不同类型的ZigBee无线网络，并对这些网络的可靠性进行了测试。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 ZigBee技术概述

1．2 研究背景及研究意义

1．3 国内外的研究概况

1．4 论文的主要工作

1．5 论文的组织结构

第二章 ZigBee无线网络的组网方案

2．1 ZigBee2007

2．1．1 ZigBee2007

2．1．2 ZStack协议栈

2．1．3 设置ZigBee设备

2．2 CC2530无线单片机

2．2．1 特性描述

2．2．2 引脚描述

2．2．3 参考电路

2．3 组网方案

2．3．1 方案概述

2．3．2 网络拓扑

2．3．3 路由协议

2．4 本章小结

第三章 ZigBee无线网络系统的开发

3．1 网络体系架构

3．2 网络节点的硬件设计

3．2．1 协调器节点设计

3．2．2 路由器节点设计

3．2．3 终端节点设计

3．3 网络节点的硬件实现

3．4 软件的设计与实现

3．4．1 系统功能模块图

3．4．2 ZStack协议栈设计

3．4．3 服务器软件设计

3．5 本章小结

第四章 ZigBee无线网络可靠性研究

4．1 可靠性测试环境的搭建

4．2 ZigBee无线网络建模研究

4．2．1 可靠性问题概述

4．2．2 模型分析和设计

4．2．3 基于覆盖概率的马尔科夫模型

4．2．4 网络模型的分析

4．3 ZigBee无线网络可靠性测试

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士期间研究成果

致谢