ZigBee开题报告..doc

毕业论文开题报告表 论文题目 一、选题背景和意义 在现代家居生活中，由于随着生活水平要求的不断提高，人们更加迫切希望能够检测和控制建筑内光环境、热湿环境、人居环境。同时，家庭及生活环境复杂造成的诸多不便，使得人们不能时刻驻留在建筑物内来确保各项设备是否处于正常运行状态。所以将采集到的数据传输到一个既能显示又能表达的控制器的需求就显得迫切了，这样一来人们可以轻易的获取各项设备以及周围环境的信息，如果希望改变某一环境条件，只需要通过控制器将控制指令发送给现场指定模块进行特定操作，然后等待反馈信息即可。但是，在大量数据产生的同时，数据传输的问题也会随之被放大了，因为现场面积大、需要传输信息量大，使用传统的有线数据传输方式在暂用大量资源的情况下，却不能满足实际应用中会出现的多变的需求。而且当被测点处于运动状态、所处环境条件不允许或者无法铺设通信电缆时，势必会出现致数据无传输，此时便需要利用无线传输的方式进行采集数据的传输。 近几年随着电子技术,传感器技术及通信技术的发展,推动了现代意义的无线传感器网络的崛起,并且在军事、民用方面都得到了广泛的应用与成功。以ZigBee技术为核心的无线传感器网络以其低功耗、低速率、低成本,网络容量大、可靠性高的优势广泛应用于工业控制、现代化农业控制、数字家庭、智能楼宇监控、小区水电抄表等领域?。无线传感器网络（Wireless?Sensor?Network）综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传送给观察者。 二、课题关键问题及难点 1、应用IEEE802协议自组一个无线通信网络。 2、设计过程包括硬件电路设计和程序设计两大步骤。 3、利用IAR进行软件仿真。 三、调研报告（或文献综述） IEEE 802. 15. 4 标准作为ZigBee 协议和众多无线传感器网络的底层标准, 只定义了物理层( PHY) 和数据链路层的MAC 子层。PHY 层由射频收发器以及底层的控制模块构成。MAC 子层为高层访问物理信道提供点到点通信的服务接口。表1 是IEEE802. 15. 4 标准主要技术特征。 IEEE 802. 15. 4 网络是指在个人自身操作空间内使用无线信道并通过IEEE 802. 15. 4 标准相互通信的一组设备的集合, 称为LR-WPAN。如图1所示, 在这个家庭智能化网络中, 全功能器件( FFD: Full Function Device )拥有足够的存储空间来存放路由信息并且处理能力也较强; 简化功能器件( RFD: Reduce Function Device) 则内 存较小, 功耗低。FFD 主要起网关作用, PAN 网络协调器是一个FFD 设备, 作为LR-WPAN 网的主控制器,除直接参与应用之外, 还要完成成员身份管理、链路转状态信息管理以及分组转发等任务。而RFD 是最基本的传感器节点, 用来捕获数据信息并传递给其范围内的网关节点。FFD 和RFD 互相组合, 可以共同协调工作, 不仅扩大了网络的覆盖范围, 同时由于RFD 的加入, 节省了整体功耗。 虽然网络拓扑结构的形成过程属于网络层的功能, 但IEEE802. 15. 4 为形成各网络拓扑结构提供了充分支持。IEEE802. 15. 4 定义的LR-WPAN 网络根据应用的需要可以组织成星型网络, 也可以组织成点对点网络, 如图4 所示。在星型结构中, 所有的设备都与中心设备PAN 网络协调器通信。在这种网络中, 网络协调器一般使用持续电力系统供电, 而其他设备采用电池供电。适合家庭自动化、个人计算机的外设以及个人健康护理等小范围的室内应用。与星型网络不同, 点对点网络只要彼此在对方的无线辐射范围之内, 任何两个设备之间都可以直接通信。点对点网络中也需要网络协调器, 负责实现管理链路状态信息, 认证设备身份等功能。点对点网络模式允许通过多跳路由的方式在网络中传输数据。可以构造更复杂的网络结构, 适合设备分布较广的应用, 比如工业检测与控制、货物库存跟踪和智能农业等方面。 星型网络以网络协调器为中心, 因此星型网络形成过程中, 第一步就是建立网络协调器。一个网络如何确定自己的网络协调器由上层决定。一种简单的策略是: 一个FFD 设备在第一次被激活后, 首先广播查询网络协调器的请求, 如果接收到回应说明网络中已经存在网络协调器, 再通过一系列认证过程, 设备就 成为了这个网络中的普通设备。如果没有收到回应, 或者认证过程不成功, 这个FFD 设备就可以建立自己的网络, 并且成为这个网络的网络协调器。