基于ZigBee的无线组网技术的研究与实现

shanyanghuizi

摘要
4 F$ x% |; g; N$ v( i1 X- Y3 D随着人们对低速率无线个人域网的应用需求越来越大，ZigBee 技术在
近年来得到了快速的发展。由于ZigBee技术具有低功耗、低成本、低速率、
, X& d' l) [2 p  r近距离和网络容量大等特点，其主要应用于工业控制、消费性电子设备、
汽车自动化、农业自动化、医用设备控制和无线传感器网络等领域。
ZigBee协议栈符合OSI体系结构，共分为4层，IEEE802.15.4-2003 标
准定义了较低的两层:物理层(PHY)和媒体接入控制子层(MAC), ZigBee
3 I' ^" X/ A* J联盟定义了网络层(NWK)和应用层(APL)结构。ZigBee 网络包含两种
/ t3 E0 [1 g& ~) A' v功能类型的设备:全功能设备FFD (Full Function Device)和精简功能设备
: p  F1 y6 Q% Z% H3 d) h) q2 D4 XRFD( Reduced Function Device),包含三种类型的节点,即协调器ZC(ZigBee
; {  `$ O: b0 p2 R( v7 hCoordinator)、路由器ZR (ZigBee Router)和终端设备ZE (ZigBee End'
Deviee)，支持星状网(Star Network),树状网(Cluster tree Network)和网
% i" J8 V0 H& I4 D) A状网(Mesh Network)三种网络拓扑结构，分为信标(Beaeon) 和非信标
% C3 Y% Y# R% e0 W) k! Q! F(Non-beaeon)两种工作模式。
0 y! d9 m  a' y( n9 {ZigBee PHY层工作于868MHz、915MHz 和2.4GHz三个频段，传输速
率为20-250kbps,传输距离为10-100m; MAC层使用CSMA-CA机制接入
  {- c6 t/ u# n4 l! j/ D$ a/ Y: y到无线信道，提供可靠的传输机制; NWK层的责任包括加入和离开-一个网
络所，网络地址的分配(有路由能力的设备)和通过- -定的路由机制传输
信息帧(有路由能力的设备)。
本文在查阅了大量国内外资料,深入研究了IEEE802.15.4 标准、ZigBee
规范，ZigBee 协议栈的整体框架以及各层功能的基础上，采用NXP的
LPC213X (ARM7TDMI-S)微处理器和Chipcon的(现被TI收购) CC2420
! Q! ]3 a) N* R3 u0 Y) G# _射频芯片,完成符合ZigBee标准的嵌入式节点的设计，包括原理图设计、
$ p6 O: ^( o8 J3 O: iPCB布线、元器件焊接和联合调试;研究分析了基于MSP430微控制器的
+ o3 ]# B. B& IMSSTATE_ LRWPAN ZigBee协议栈软件，对其底层驱动(包括数据结构、
中断机制、定时机制、LPC213X 与CC2420 RF模块的接口以及初始化等)
6 j3 h. l, m' W+ y, _, h( N进行了修改，完成了将MSSTATE_ LRWPAN ZigBee协议栈从基于MSP430
4 t. p( E8 K# s0 k! z+ }的系统移植到ARM7TDMI-S系统的工作。
, \% W) S$ E- z- g8 Q4 |

附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

NZSdsz

ZigBee 协议栈的整体框架以及各层功能的基础上，采用NXP的LPC213X