【正文】 要的時(shí)候向已有的網(wǎng)絡(luò)中加人新的傳感器節(jié)點(diǎn)。（7）安全性ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級安全性。第三級安全級別在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移中采用屬于高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）的對稱密碼。 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)ZigBee技術(shù)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)很簡單，不像諸如藍(lán)牙和其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常分為7層，而ZigBee技術(shù)僅分為4層。同樣，MAC層也提供了兩種類型的服務(wù)：通過MAC層管理實(shí)體服務(wù)接人點(diǎn)向MAC層數(shù)據(jù)和MAC層管理提供服務(wù)。ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)／安全層主要用于ZigBee的WPAN的組網(wǎng)連接、數(shù)據(jù)管理以及網(wǎng)絡(luò)安全等；應(yīng)用層主要為ZigBee技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供一些應(yīng)用框架模型等，以便對ZigBee技術(shù)進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，主要功能包括設(shè)備連接和斷開網(wǎng)絡(luò)時(shí)所采用的機(jī)制，以及在幀信息傳輸過程中所采用的安全性機(jī)制。并且，網(wǎng)絡(luò)層還提供一些必要的函數(shù)，確保ZigBee的MAC層正常工作，并且為應(yīng)用層提供合適的服務(wù)接口。網(wǎng)絡(luò)層的NLDE通過數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問點(diǎn)(NLDE—SAP)來提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，NLME通過管理服務(wù)實(shí)體服務(wù)訪問點(diǎn)(NLME—SAP)來提供管理服務(wù)。NLDE提供的服務(wù)有：產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)和選擇通信路由。具有充分配置所需操作棧的能力。應(yīng)用支持子層維護(hù)了一個(gè)綁定表，可以定義、增加或移除組信息；完成64位長地址（IEEE地址）與16位短地址（網(wǎng)絡(luò)地址）一對一映射；實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的分割與重組；應(yīng)用支持子層連接網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，是它們之間的接口。ZigBee設(shè)備對象負(fù)責(zé)設(shè)備的所有管理工作，包括設(shè)定該設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色（協(xié)調(diào)器、路由器或終端設(shè)備），發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，確定這些設(shè)備能提供的功能，發(fā)起或響應(yīng)綁定請求，完成設(shè)備之間建立安全的關(guān)聯(lián)等。它負(fù)責(zé)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并為接收到的數(shù)據(jù)尋找相應(yīng)的目的端點(diǎn)。微機(jī)電系統(tǒng)（MicroElectroMechanism System，MEMS）、片上系統(tǒng)（SOC，System on Chip）、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來了信息感知的一場變革。然而從很多方面來說，現(xiàn)在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就如同遠(yuǎn)在1970年的因特網(wǎng)，那時(shí)因特網(wǎng)僅僅連接了不到200所大學(xué)和軍事實(shí)驗(yàn)室，并且研究者還在試驗(yàn)各種通訊協(xié)議和尋址方案。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)如圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)框圖基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)種植監(jiān)控系統(tǒng)核心包括以下幾部分：感知層：數(shù)據(jù)感知與采集，實(shí)現(xiàn)種植環(huán)境中的土壤濕度、空氣溫度濕度、光照及自動灌溉系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知的試紙傳送到ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上；應(yīng)用層：該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、信息處理和控制指令的下達(dá)，為用戶提供分析 決策依據(jù)，用戶可隨時(shí)隨地提供電腦燈終端進(jìn)行查詢。 系統(tǒng)軟件構(gòu)建系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)工作主要有：傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)如3所示，ZigBee協(xié)議棧程序設(shè)計(jì)如圖4所示。UINT8 adc0_value[2]。// GUI 初始化GUI_SetColor(1,0)。GUI_PutString5_7(10,48,“Light:”)。hum)。sprintf(s,(char*)“%d%d %%”,((INT16)((int)humidity / 10)),((INT16)((int)humidity % 10)))。該系統(tǒng)是一個(gè)采用CC2530無線單片機(jī)進(jìn)行溫濕度的數(shù)據(jù)采集，并且結(jié)合Zigbee協(xié)議架構(gòu)進(jìn)行編程的設(shè)計(jì)，主要是基于CC2530的溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，并在IAR集成環(huán)境開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行基于Zigbee架構(gòu)的編程，節(jié)點(diǎn)模塊的調(diào)試，最后，實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，不會導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗是不可避免要面對的問題之一。路由優(yōu)化選擇可以盡量避免不必要的路由請求的廣播以及信息傳輸，做到這一點(diǎn)不僅可以提高效率，也可以在減少能量消耗方面做出貢獻(xiàn)。本次經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)有了更深的理解，我把課上的理論知識運(yùn)用到實(shí)際中去，讓我更近一步地鞏固了課堂上所學(xué)的理論知識，并能很好地理解與掌握物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中的基本概念、基本原理、基本分析方法。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；其二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相連?？偟膩碚f，物聯(lián)網(wǎng)是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。作為物聯(lián)網(wǎng)的核心，承擔(dān)感知信息作用的傳感器，一直是工業(yè)領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)，感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，其主要功能是識別物體，采集信息，并且將信息傳遞出去，傳感器不僅感知信號、標(biāo)識物體，還具有處理控制功能。無論是專網(wǎng)、無線、有線或者是感知物體，都必須體現(xiàn)“連通”狀態(tài)，并且和互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，這樣才能體現(xiàn)出真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。(3)智能化智能化是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和控制技術(shù)對系統(tǒng)中各個(gè)對象能夠智能監(jiān)控和智能控制，從這個(gè)角度看，物聯(lián)網(wǎng)是智能化的重要環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動智能化的進(jìn)程。(2)由閱讀器讀取物體的屬性，同時(shí)將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。自從有計(jì)算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號計(jì)算機(jī)才能處理。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活，推動著工業(yè)生產(chǎn)以及國防工業(yè)的發(fā)展。1991年美國麻省理工學(xué)院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)的概念。物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。2009年8月，溫家寶“感知中國”的講話把我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開發(fā)推向了高潮，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學(xué)院、運(yùn)營商、多所大學(xué)在無錫建立了物聯(lián)網(wǎng)研究院，無錫市江南大學(xué)還建立了全國首家實(shí)體物聯(lián)網(wǎng)工廠學(xué)院。2009年8月7日，國務(wù)院總理溫家寶在無錫視察時(shí)，指示要迅速在無錫建立中國的“感知中國”中心。2010年，在信息化“十二五”規(guī)劃中，浙江大學(xué)提出建設(shè)一個(gè)“令人激動”的“智慧校園”。三、物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用主要包括校園安防、校園生活和校園教學(xué)三個(gè)方面。綜合安防系統(tǒng)是指利用各種高科技的監(jiān)控手段和信息處理技術(shù)，對各種居住環(huán)境加以監(jiān)控，及時(shí)反饋環(huán)境中的各種事故、災(zāi)害和違法事件信息，從而對治安和安全進(jìn)行預(yù)防和有效處理的安全防范系統(tǒng)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類活動領(lǐng)域巨大延伸，人為的治安問題日趨動態(tài)化和復(fù)雜化，自然災(zāi)害也呈現(xiàn)突發(fā)性和嚴(yán)重危害性的特點(diǎn)，高技術(shù)犯罪上升，新安全問題突現(xiàn)，人們的工作和生活空間受到來自于多方面的威脅。簡而言之，“要做一個(gè)安全、穩(wěn)定、環(huán)保、節(jié)能的校園。智慧校園的概念智慧校園指的是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園工作、學(xué)習(xí)和生活一體化環(huán)境，這個(gè)一體化環(huán)境以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合。物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)是一個(gè)“中國制造”的概念，它的覆蓋范圍與時(shí)俱進(jìn)，已經(jīng)超越了1999年Ashton教授和2005年ITU報(bào)告所指的范圍，物聯(lián)網(wǎng)已被貼上“中國式”標(biāo)簽。2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會議”，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托射頻識別（RFID）技術(shù)的物流網(wǎng)絡(luò)，隨著技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了較大變化。這個(gè)例子很形象的描述了傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用。（3）嵌入式系統(tǒng)技術(shù)：是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)（1）傳感器技術(shù)：這也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)具有智能化感知性，它可以感知人們所處的環(huán)境，最大限度地支持人們更好地洞察、利用各種環(huán)境資源以便做出正確的判斷。(2)物物相聯(lián)在互聯(lián)網(wǎng)中，人們利用電腦實(shí)現(xiàn)人與人之間相互交流：物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物與物的交流。（3）應(yīng)用層——處理信息應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的分層物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。其英文名稱是：“Internet of things（IoT）”。提高了分析和實(shí)踐能力。雖然只是短暫的兩周，但在這期間，卻讓我受益匪淺。這其實(shí)也是減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗的一種措施，盡量減少在路由發(fā)現(xiàn)過程中所損失的能量。本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在谷倉內(nèi)的溫濕度檢測，工廠廠房內(nèi)不同區(qū)域的溫濕度控制以及大面積的溫室培養(yǎng)等功能。//顯示采集結(jié)果 LCM_Refresh()。//將采集的溫度結(jié)果轉(zhuǎn)換為字符串格式GUI_PutString5_7(48,22,(char *)s)。while(1){ th_read(amp。//顯示 OURSCC2530 GUI_PutString5_7(10,22,“Temp:”)。SET_MAIN_CLOCK_SOURCE(CRYSTAL)。int shidu。農(nóng)業(yè)種植環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)建如圖2所示。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。另外一個(gè)原因是單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的價(jià)格目前還并不低廉，而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個(gè)月。很多人都認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)的重要性可與因特網(wǎng)相媲美：正如因特網(wǎng)使得計(jì)算機(jī)能夠訪問各種數(shù)字信息而可以不管其保存在什么地方，傳感器網(wǎng)絡(luò)將能擴(kuò)展人們與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。ZDO是一個(gè)特殊的應(yīng)用對象，它駐留在每一個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)上，其端點(diǎn)編號固定為0。APS數(shù)據(jù)實(shí)體為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，它會拆分和重組大于最大荷載量的數(shù)據(jù)包。應(yīng)用層包括三部分：應(yīng)用支持子層（APS）、ZigBee設(shè)備對象（ZDO）和應(yīng)用框架（AF）。NLME需提供一個(gè)管理服務(wù)以允許一個(gè)應(yīng)用來與協(xié)議棧操作進(jìn)行交互。在這個(gè)圖中直觀地給出了網(wǎng)絡(luò)層所提供的實(shí)體和服務(wù)接口等。為了與應(yīng)用層進(jìn)行更好的通信，網(wǎng)絡(luò)層中定義了兩種服務(wù)實(shí)體來實(shí)現(xiàn)必要的功能。并且，網(wǎng)絡(luò)層完成對一跳(one—hop)鄰居設(shè)備的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)結(jié)點(diǎn)信息的存儲。媒體訪問控制（MAC）層建立了一條節(jié)點(diǎn)和與其相鄰的節(jié)點(diǎn)之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，共享傳輸媒體，提高通信效率。MAC層的具體特征是：信標(biāo)管理，信道接入，時(shí)隙管理，發(fā)送確認(rèn)幀，發(fā)送連接及斷開連接請求。PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過無線物理信道發(fā)送和接收物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元來實(shí)現(xiàn)。（8）實(shí)現(xiàn)成本低模塊的初始成本估計(jì)在6美元左右，～，且ZigBee協(xié)議免專利費(fèi)用。對于第二級安全級別，器件可以使用接人控制清單（ACL）來防止非法器仵獲取數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器自動建立網(wǎng)絡(luò)，采用CSMACA方式進(jìn)行信道接入。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（coordinator）是一種全功能器件，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常為簡化功能器件。同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的竟?fàn)幒蜎_突。同時(shí)，由于電池時(shí)間取決于很多因素，例如電池種類、容量和應(yīng)用場合，ZigBee技術(shù)在協(xié)議上對電池使用也作了優(yōu)化。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不傳輸語音、視頻之類的大數(shù)據(jù)量的采集數(shù)據(jù)，僅僅傳輸一些采集到的溫度、濕度之類的簡單數(shù)據(jù)。ZigBee設(shè)備為低功耗設(shè)各，其發(fā)射輸出為 0～，通信距離為30～70m，具有能量檢測和鏈路質(zhì)量指示能力，根據(jù)這些檢測結(jié)果，設(shè)各可以自動調(diào)整設(shè)各的發(fā)射功率，在保證通信鏈路質(zhì)量的條件下，最小地消耗設(shè)各能量。它們分別為 868MHz，該頻段為全球通用的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)（industrial，scientific and medical，ISM）頻段，該頻段為免付費(fèi)、免申請的無線電頻段，在該頻段上，數(shù)據(jù)傳輸速率為 250Kb／s；另外兩個(gè)頻段為915／868MHz，其相應(yīng)的信道個(gè)數(shù)分別為10個(gè)和1個(gè)，傳輸速率分別為40Kb／s和ZOKb／s，868MHz和 915MHz無線電使用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）調(diào)制技術(shù)。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴(kuò)展。借此意義Zigbee作為新一代無線通訊技術(shù)的命名。CC2530芯片引腳功能AVDD1 28 電源（模擬）2V– 模擬電源連接 AVDD2 27 電源（模擬）2V– 模擬電源連接 AVDD3 24 電源（模擬）2V– 模擬電源連接 AVDD4 29 電源（模擬）2V– 模擬電源連接 AVDD5 21 電源（模擬）2V– 模擬電源連接 AVDD6 31 電源（模擬）2V– 模擬電源連接DCOUPL 40 電源（數(shù)字） 數(shù)字電源去耦。CC2530的存儲器STM25PE16是4線的SPI通信模式的FLASH，可以整塊擦除，最大可以存儲2M個(gè)字節(jié)?；鶐盘柕耐喾至亢驼环至坑蒁AC轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)過低通濾波，變頻到所設(shè)定的信道上。同時(shí)CC2530運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間很短，使其進(jìn)一步降低能源消耗。其特點(diǎn)是以極低的總材料成本建立較為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。通訊復(fù)位時(shí)序：如果與 SHTxx 通訊中斷，下列信號時(shí)序可以復(fù)位串口：當(dāng) DATA 保持高電平時(shí)，觸發(fā)SCK 時(shí)鐘 9 次或更多。所有的數(shù)據(jù)從 MSB 開始，右值有效（例如：