《ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡設計與實現(xiàn)》針對ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡開發(fā)過程中的重點、難點問題,既有基礎知識的講述,又有相關配套實驗,使讀者能容易、快速、全面地掌握無線網(wǎng)絡的開發(fā)過程。
《ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡設計與實現(xiàn)》從ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡點對點通信講起,逐步講解了ZigBee協(xié)議棧的開發(fā)過程以及注意的問題,同時給出了部分開發(fā)經(jīng)驗和技巧供讀者參考。
第1章ZigBee簡介
1.1無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議對比
1.2短距離無線網(wǎng)絡的分類
1.2.1什么是ZigBee
1.2.2ZigBee和IEEE802.15.4的關系
1.2.3ZigBee的特點
1.3ZigBee2007協(xié)議簡介
1.4ZigBee無線網(wǎng)絡通信信道分析
1.5ZigBee無線網(wǎng)絡拓撲結構
1.6ZigBee技術的應用領域
1.7CC2530開發(fā)板硬件資源概述
1.8本章小結
第2章IAR集成開發(fā)環(huán)境及程序下載流程
2.1IAR集成開發(fā)環(huán)境簡介
2.2工程的編輯與修改
2.2.1建立一個新工程
2.2.2建立一個源文件
2.2.3添加源文件到工程
2.2.4工程設置
2.2.5源文件的編譯
2.3仿真調(diào)試與下載
2.3.1仿真調(diào)試器驅(qū)動的安裝
2.3.2程序仿真調(diào)試
2.4本章小結
2.5擴展閱讀之模塊化編程技巧
第3章CC2530開發(fā)板硬件資源詳解
3.1核心板硬件資源
3.1.1CC2530簡介
3.1.2天線及巴倫匹配電路設計
3.1.3晶振電路設計
3.2底板硬件資源
3.2.1電源電路設計
3.2.2LED電路設計
3.2.3AD轉(zhuǎn)換電路設計
3.2.4串口電路設計
3.3本章小結
3.4擴展閱讀之天線基本理論
3.4.1天線的一些基本參數(shù)
3.4.2常見的天線形式
3.4.3ZigBee模塊天線選型
第4章ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡入門
4.1ZigBee協(xié)議棧
4.1.1什么是ZigBee協(xié)議棧
4.1.2如何使用ZigBee協(xié)議棧
4.1.3ZigBee協(xié)議棧的安裝、編譯與下載
4.2ZigBee協(xié)議?;A實驗:數(shù)據(jù)傳輸實驗
4.2.1協(xié)調(diào)器編程
4.2.2終端節(jié)點編程
4.2.3實例測試
4.3ZigBee數(shù)據(jù)傳輸實驗剖析
4.3.1實驗原理及流程圖
4.3.2數(shù)據(jù)發(fā)送
4.3.3數(shù)據(jù)接收
4.4ZigBee數(shù)據(jù)包的捕獲
4.4.1如何構建ZigBee協(xié)議分析儀
4.4.2ZigBee數(shù)據(jù)包的結構
4.4.3ZigBee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸流程分析
4.4.4數(shù)據(jù)收發(fā)實驗回顧
4.5本章小結
4.6擴展閱讀之ZigBee協(xié)議棧數(shù)據(jù)包格式
第5章ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡提高
5.1深入理解ZigBee協(xié)議棧的構成
5.2ZigBee協(xié)議棧OSAL介紹
5.2.1OSAL常用術語
5.2.2OSAL運行機理
5.2.3OSAL消息隊列
5.2.4OSAL添加新任務
5.2.5OSAL應用編程接口
5.3ZigBee協(xié)議棧中串口應用詳解
5.3.1串口收發(fā)基礎實驗
5.3.2實例測試
5.3.3串口工作原理剖析
5.4ZigBee協(xié)議棧串口應用擴展實驗
5.4.1實驗原理及流程圖
5.4.2協(xié)調(diào)器編程
5.4.3終端節(jié)點編程
5.4.4實例測試
5.5無線溫度檢測實驗
5.5.1實驗原理及流程圖
5.5.2協(xié)調(diào)器編程
5.5.3終端節(jié)點編程
5.5.4實例測試
5.6ZigBee協(xié)議棧中的NV操作
5.6.1NV操作函數(shù)
5.6.2NV操作基礎實驗
5.6.3實例測試
5.7本章小結
5.8擴展閱讀之一:ZigBee協(xié)議中規(guī)范(Profile)和簇(Cluester)的概念
5.9擴展閱讀之二:探究接收數(shù)據(jù)的存放位置
第6章ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡管理
6.1ZigBee網(wǎng)絡中的設備地址
6.2ZigBee無線網(wǎng)絡中的地址分配機制
6.3單播、組播和廣播
6.4網(wǎng)絡通信實驗
6.4.1廣播和單播通信
6.4.2組播通信
6.5ZigBee協(xié)議棧網(wǎng)絡管理
6.5.1網(wǎng)絡管理基礎實驗
6.5.2網(wǎng)絡管理擴展實驗
6.5.3獲得網(wǎng)絡拓撲
6.6本章小結
6.7擴展閱讀之建立網(wǎng)絡、加入網(wǎng)絡流程分析
第7章ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡綜合實戰(zhàn)
7.1ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡獲取網(wǎng)絡拓撲實戰(zhàn)
7.1.1系統(tǒng)設計原理
7.1.2協(xié)調(diào)器編程
7.1.3終端節(jié)點和路由器編程
7.1.4實例測試
7.2ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡通用傳輸系統(tǒng)設計
7.2.1系統(tǒng)設計原理
7.2.2軟件編程概述
7.2.3協(xié)調(diào)器編程
7.2.4路由器和終端節(jié)點編程
7.3ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計
7.3.1系統(tǒng)設計原理
7.3.2協(xié)調(diào)器編程
7.3.3終端節(jié)點和路由器編程
7.3.4實例測試
7.4太陽能供電的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計
7.4.1系統(tǒng)設計所面臨的問題
7.4.2系統(tǒng)構架分析
7.5本章小結
7.6擴展閱讀之天線基本理論
參考文獻
無線傳感器是有接收器和。接收器上可以接多個傳感器的。輸送都是兩三百米、頻率是2.4GHz。如果需要傳輸更遠的距離的話就需要跳頻了。這樣整個形式就是無線傳感器的網(wǎng)絡了。
基于XL.SN智能傳感網(wǎng)絡的無線傳感器數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),可以實現(xiàn)對溫度,壓力,氣體,溫濕度,液位,流量,光照,降雨量,振動,轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)參數(shù)的實時,無線傳輸,無線監(jiān)控與預警。在實際應用中,無線傳感器數(shù)據(jù)傳輸...
這個....好難說哦,既然天線增益是有的,那么就存在了信號不規(guī)則的問題,那么有效通信距離要怎么規(guī)定,丟包率低于什么的時候才叫做有效通信半徑....接收功率和你所說的通信距離肯定是有關系的。存在著一個功...
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本文介紹了一種以ZigBee協(xié)議為核心的多跳無線傳感器網(wǎng)絡設計,傳感器節(jié)點處理器采用ATMEL公司的ATmega128L芯片,無線通信采用Chipcon公司的CC2420射頻芯片,傳感器采用數(shù)字濕度溫度傳感器SHT10,對不同功能的節(jié)點采用不同的程序設計,成功實現(xiàn)數(shù)據(jù)在無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點間的多跳路由。
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評分: 4.3
無線傳感器網(wǎng)絡是一種集成了計算機技術、通信技術、傳感器技術的新型智能監(jiān)控網(wǎng)絡。本文分析了Zig Bee無線傳感器網(wǎng)絡的結構,并研究了采用Zig Bee技術如何建立無線傳感器網(wǎng)絡,及實現(xiàn)終端節(jié)點和協(xié)調(diào)節(jié)點的通信。
《ZigBee技術及應用》圍繞ZigBee技術的理論和應用作較全面的介紹。在簡要介紹無線組網(wǎng)通信技術的基礎上,第2章詳細介紹了ZigBee協(xié)議棧的基礎--IEEE 802.15.4無線個域網(wǎng)協(xié)議;第3章對ZigBee協(xié)議規(guī)范1.0版本進行了闡述。從第4章開始,分別介紹基于單片RF收發(fā)器和SoC方式的一些典型ZigBee技術實現(xiàn)平臺,主要產(chǎn)品有Freescale公司的MCl3192/MCl3193,Chipcon公司(已被TI公司收購)的CC2420、CC2430和Ember公司的EM250,對其芯片的特性、功能和應用等進行了描述。第8章介紹MCl3192的一個應用實例;第9章是CC2420 ZigBee DK開發(fā)套件的介紹。
本文提出一種比較理想的母線測溫方案:以 Zigbee為無線傳感器網(wǎng)絡,以太網(wǎng)(或高速 RS-485)為骨干網(wǎng), CC2430低功耗單片機為傳感器控制核心,采用一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20為溫度采集裝置的高壓母線溫度測量方案。
無線溫度測量系統(tǒng)由三部分組成:
(1) 無線傳感器節(jié)點:負責采集監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)通過 ZigBee網(wǎng)絡發(fā)送。
(2) ZigBee網(wǎng)絡管理器(區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸中心):負責收集無線傳感器節(jié)點發(fā)出的溫度數(shù)據(jù),并把所收集的數(shù)據(jù)上傳到測溫主機。
(3) 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng):負責對數(shù)據(jù)接收終端進行工作參數(shù)設定,接收從系統(tǒng)中各個 ZigBee網(wǎng)關終端上傳的測溫數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)保存,分析和管理等;測溫數(shù)據(jù)可在系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫中作長期存儲記錄,供隨時查詢顯示。
無線溫度采集器直接安裝在母線上,一個 ZigBee網(wǎng)絡管理器能管理多個無線傳感器節(jié)點,網(wǎng)絡管理器通過高速骨干網(wǎng)絡傳輸?shù)较到y(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫服務器,由監(jiān)控終端實時顯示數(shù)據(jù),溫度變化曲線圖,能打印相關報表,當母線溫度異常時,管理終端通過多種報警方式提醒相關人員采取措施。
無線溫度傳感器節(jié)點是該網(wǎng)絡的基本單元,它負責獲取溫度數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的預處理,并將之傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡管理器。無線溫度傳感器節(jié)點組成部分:內(nèi)部集成符合 IEEE802.15.4標準的2.4GHz的射頻(RF)收發(fā)器的CC2430無線單片機 [3];創(chuàng)羿科技推出的CY-TAT-200溫度傳感器等。CY-TAT-200直接通過單線與CC2430單片機I/O口連接,不必另外增加專門的總線控制器,減少硬件成本。減小了無線溫度傳感器節(jié)點的體積。
在該系統(tǒng)中的ZigBee網(wǎng)絡管理器集成了 ZigBee網(wǎng)絡中的網(wǎng)關和協(xié)調(diào)器的功能,具備至關重要的作用,一方面采用 ZigBee無線網(wǎng)絡方式與無線溫度傳感器節(jié)點連接,并且以固定的時間間隔對無線溫度傳感器節(jié)點進行測溫以及讀取它的工作參數(shù),同時存入內(nèi)存,這就需要每個終端為所管理的無線溫度傳感器節(jié)點設置編號表,以免發(fā)生錯亂;另一方面采用或以太網(wǎng)(或RS-485總線)與測溫主機連接,受控于測溫主機的命令而做出一系列的反映。具體功能有:接收并存儲傳感器數(shù)據(jù);管理所管轄的 ZigBee子網(wǎng);報警功能;傳輸數(shù)據(jù)給測溫主機;設定和修改終端工作參數(shù);工作狀態(tài)指示;時鐘和看門狗功能。
無線溫度傳感器節(jié)點的工作參數(shù)(發(fā)射頻率、發(fā)射功率、采樣間隔)事先通過撥碼開關,在安裝前設定好,使用過程中無法通過無線方式修改參數(shù)。無線溫度傳感器節(jié)點與 ZigBee網(wǎng)絡管理器間的通信,無線溫度傳感器節(jié)點發(fā)送的無線數(shù)據(jù)包格式:開始標志 STX(AAH);傳感器編號 ID(4Byte);溫度數(shù)據(jù):溫度數(shù)據(jù) Temp占 2個字節(jié),其最高位( D15)表示正負(0-正,1-負);狀態(tài)字節(jié):從采集器發(fā)往接收終端的狀態(tài)字節(jié)的含義(D7–故障標志: D7=1表示有故障,這時 D6~D0為故障碼( >1);D7=0表示無故障,這時: D4~D3–采樣間隔,00-1秒,01--30秒,10-2分鐘, 11-10分鐘; D2–發(fā)射功率, 0-低,1-高;D1D0–電池電量,00-無,01-低,10-中,11-高。校驗碼 CRC8(1Byte);結束標志 ETX(55H)
1999年,藍牙熱潮席卷全球,然而發(fā)展數(shù)年,一直受芯片價格高、廠商支持力度不夠、傳輸距離限制及抗干擾能力差等問題的困擾。
IEEE無線個人區(qū)域網(wǎng)工作組的 IEEE802.15.4技術標準是 ZigBee技術的基礎。 IEEE802.15.4滿足國際標準組織( ISO)開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模式。它定義了單一的 MAC層和多樣的物理層.
802.15.4標準旨在為低能耗的簡單設備提供有效覆蓋范圍在 10-75米的低速連接, IEEE802.15.4定義了兩個物理層標準,分別是 2.4GHz物理層和 868/915GHz物理層[2]。2.4GHz波段為全球統(tǒng)一的無需申請的 ISM頻段,有助于 ZigBee設備的推廣和生產(chǎn)成本的降低。 2.4GHz的物理層通過采用高階調(diào)制技術能夠提供 250kbps的傳輸速率,有助于獲得更高的吞吐量、更小的通信時延和更短的工作周期。主要適合用于自動控制和遠程控制領域,可以嵌入各種設備。