本文關鍵詞：基于Contiki的ZigBee開源采集節(jié)點的設計

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【摘要】：ZigBee無線傳感器網絡因其低成本、低功耗、短距離、低速率的特性被廣泛應用于軍事、智能交通、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療衛(wèi)生等多個領域。TI、EMBER和FREESCAL等ZigBee主流芯片廠商以庫的形式推出不開源的ZigBe協(xié)議棧,并在MAC層添加私有協(xié)議綁定各自生產的芯片,導致ZigBee協(xié)議棧開發(fā)難度增大,以及基于不同廠家的芯片設計的ZigBee節(jié)點間互不兼容,無法正常通信。本文研究了ZigBee協(xié)議標準,分析了ZigBee協(xié)議棧的國內外發(fā)展狀況和結構特點,針對ZigBee協(xié)議棧不開源的問題,實現(xiàn)了開源的ZigBee協(xié)議棧的建立,并在此開源協(xié)議棧的基礎上為解決節(jié)點不兼容問題,設計了基于嵌入式控制的ZigBee開源采集節(jié)點。采集節(jié)點以STM32為控制核心,基于開源ZigBee協(xié)議棧,完成了采集節(jié)點的電路設計,包括RTC的設計、JTAG仿真接口電路設計、CC2530 RF芯片通信電路和接口電路設計、傳感器I/O接口電路設計。將Contiki系統(tǒng)移植到STM32和CC2530平臺上,采用分層思想,在基于CC2530平臺的Contiki系統(tǒng)上建立一套開源ZigBee協(xié)議棧,實現(xiàn)了ZigBee無線傳感器網絡的數(shù)據(jù)傳送。通過STM32控制中心控制RF射頻芯片CC2530進行數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送,實現(xiàn)了基于開源ZigBee協(xié)議棧的采集節(jié)點。ZigBee開源采集節(jié)點實現(xiàn)了協(xié)議棧的開源和不同芯片節(jié)點的兼容,對ZigBee開源采集節(jié)點的測試表明節(jié)點硬件電路性能穩(wěn)定可以正常工作,節(jié)點可以實現(xiàn)近距離的通信,在功率為1dB的情況下最大通信距離達到12m;節(jié)點丟包率極低,最大丟包率不超過2.7%,通過開源ZigBee網絡可以實現(xiàn)采集節(jié)點間的正常通信。
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92;TP212.9

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本文編號：1136920