基于zigbee無線傳感器網絡技術的系統(tǒng)設計

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資源描述:

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1、第28卷第2期計算機工程與設計2007年1月Vol.28No.2ComputerEngineeringandDesignJan.2007基于Zigbee無線傳感器網絡技術的系統(tǒng)設計紀金水(西北民族大學計算機科學與信息工程學院,甘肅蘭州730030)摘要:介紹了IEEE標準化協(xié)會為低速無線個人區(qū)域網絡(low-ratewirelesspersonalnetwork,LR-WPAN)制定的IEEE802.15.4標準與基于該標準的ZigBee網絡結構,然后給出了一種分簇結構的ZigBee網絡與GSM/GP

2、RS網絡相結合實現(xiàn)遠程監(jiān)測的無線傳感器網絡的軟件與硬件總體設計方法,介紹了系統(tǒng)設計中降低節(jié)點能耗的方法,最后對該方案的應用進行了總結。關鍵詞:傳感器網絡;數據融合;網絡協(xié)調器;傳感器節(jié)點;分簇結構中圖法分類號:TP393.02文獻標識碼:A文章編號:1000-7024(2007)02-0404-05ZigbeewirelesssensornetworktechnologybasedonsystemdesignJIJin-shui(CollegeofComputerScienceandInformati

3、onEngineering,NorthwestMinoritiesUniversity,Lanzhou730030,China)Abstract:IEEEstandardizationassociationforlow-speedwirelesspersonalareanetworkstandarddevelopedbyIEEE802.15.4andnet-workarchitecturebasedontheZigBeestandardareintroduced.Thenasub-framestruc

4、tureoftheZigBeenetworkGSMGPRSnetworkcombinedwiththerealizationoflong-rangewirelesssensornetworkmonitoringsoftwareandhardwaredesignmethodologyisgiven.Asystemdesignapproachisdesignedtoreduceenergynodes,thelasttheapplicationoftheprogrammeissummed.Keywords:

5、sensornetworks;datafusion;networkcoordinator;sensornodes;structuralclustering0引言無線傳感器網絡((wirelesssensornetwork,WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器結點組成,具有傳感器拿湊當特加密一井一」ZigBee聯(lián)盟節(jié)點密度高,網絡拓撲變化頻繁,以及節(jié)點的功率、計算能力和數據存儲能力有限等特點。可以在需要安放傳感器地方任意布置傳感器節(jié)點無須電源和數據線,增加和減少數據點非龍EE802巧ALLC

6、一介門IEEE802.15.4常容易。通過無線通信技術自組織構成網絡系統(tǒng),協(xié)作地感知、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息,并發(fā)送給觀察者。傳感器網絡、塑料電子學和仿生人體器官又被稱為全芯片868MHZ/915MHZ/2AGHZ球未來的3大高科技產業(yè)[1,21圖I協(xié)議棧結構1IEEE802.15.4/ZigBee標準、協(xié)議現(xiàn)及業(yè)務發(fā)現(xiàn)。IEEE標準化協(xié)會針對無線傳感器網絡需要低功耗短距(2)網絡/安全層:網絡層主要實現(xiàn)節(jié)點加入或離開網絡、離的無線通信技術為低速無線個人區(qū)域網絡(low-ratewir

7、eless接收或拋棄其它節(jié)點、路由查找及傳送數據等功能,支持Clus-personalnetwork,LR-WPAN)制定了IEEE802.15.4標準。該標ter-Tree,AODVjr,Cluster-Tree+AODVjr等多種路由算法,支持準把低能量消耗、低速率傳輸、低成本作為重點目標,旨在為星形((Star)、樹形(Cluster-Tree)、網格((Mesh)等多種拓撲結構,提個人或者家庭范圍內不同設備之間低速互連提供統(tǒng)一標準。供合適的連接應用層的接口。其中數據服務入口實現(xiàn)網絡級IEEE8

8、02.15.4/ZigBee協(xié)議棧結構如圖1所示。協(xié)議棧中物理協(xié)議數據單元、協(xié)議特定路由;管理入口實現(xiàn)配置一個新設層與MAC層由IEEE定義,網絡層與應用程序框架由ZigBee備、啟動一個網絡、加入或離開網絡、地址分配等。安全方面聯(lián)盟定義,上層應用程序由用戶自行定義[[4,5]的規(guī)范涉及ZigBee所提供的安全性方法,包括密鑰建立、密鑰(1)應用層:主要負責把不同的應用映射到ZigBee網絡層傳輸、框架保護、設備管理等。上,其中包括:安全與鑒權、多個業(yè)務

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