【正文】 s technology, mainly used for shortrange wireless connection. It has its own wireless standard, through thousands of tiny sensors to achieve coordination between the munications. The sensor requires very little energy to relay the number through radio waves transmitted from one sensor to another sensor, so the munication efficiency is very high. Zigbee technology is widely used, including smart home, building automation, automatic meter reading, industrial automation, refrigeration management and container protection. These applications allow enterprises to save energy, bring economic and environmental benefits。 a management entity to provide all other services. Each service entity through a service aCCess point to provide services for the upper interface, and each SAP order to provide a range of basic services to plete the functions of the corresponding. Key words: shortrange。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)由許許多多功能相同或不同的的無(wú)線(xiàn)傳感節(jié)點(diǎn)組成，每一個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)又由數(shù)據(jù)采集模塊（傳感器 ,A/D 轉(zhuǎn)換器），數(shù)據(jù)處理和控制模塊（微處理器，存儲(chǔ)器），通信模塊（無(wú)線(xiàn)收發(fā)器）和供電模塊（電池， DC/AC 能量轉(zhuǎn)換器）等組成， 近期微機(jī)電系統(tǒng)（ MEMS） 技術(shù)的發(fā)展為傳感器的微型化提供可能，微處理技術(shù)的發(fā) 展促進(jìn)了傳感器的智能化，通過(guò) MEMS 技術(shù)和射頻（ RF） 通信技術(shù)的融合促進(jìn)了無(wú)線(xiàn)傳感器及其網(wǎng)絡(luò)的誕生。各國(guó)都非常重視無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展， IEEE 正在努力推進(jìn)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展，波士頓大學(xué)還于最近創(chuàng)辦了傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(huì) ,期望能促進(jìn)傳感器聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)?？梢灶A(yù)計(jì)。這個(gè)系統(tǒng)能夠散射電子絆網(wǎng)到任何地方，以偵測(cè)運(yùn)動(dòng)的高金屬含量目標(biāo)。 20xx 年，英特爾 研究 實(shí)驗(yàn)室人員將處方藥瓶大小的 32 個(gè)傳感器連進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)，以讀出緬因州 ―大鴨島 ‖上的氣候，評(píng)價(jià)一種海燕巢的條件。 在日本，日立制作所與 Yrp 泛在網(wǎng)絡(luò)化研究所于 20xx 年 11 月 24 日宣布開(kāi)發(fā)出全球體積最小的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)終端，該終端為安裝電池的有源無(wú)線(xiàn)終端，可以搭建溫度，亮度，紅外線(xiàn)，加速度等各種傳感器。信息最后到達(dá)一臺(tái)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。傳感器，感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了傳感網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是由分布在給定局部區(qū)域內(nèi)足夠多的無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一種新型信息獲取系統(tǒng)。在該網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，信道的環(huán)境，業(yè)務(wù)的模式隨節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而動(dòng)態(tài)改變。每個(gè)服務(wù)實(shí)體通過(guò)一個(gè)服務(wù)接入點(diǎn)（ SAP）為其上層提供服務(wù)接口，并且每個(gè) SAP 提供一系列電額基本服務(wù)指令來(lái)完成相應(yīng)的功能 。 Zigbee 聯(lián)盟提供了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層（ APL）框架的設(shè)計(jì)。它 預(yù)言 zigbee 將很快成為全球高端的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，到 20xx 年 zigbee 節(jié)點(diǎn)可達(dá)到 30 億個(gè)。 App ：應(yīng)用層目錄，這是用戶(hù)創(chuàng)建各種不同工程的區(qū)域，在這個(gè)目錄中包含了應(yīng)用層的內(nèi)容和這個(gè)項(xiàng)目的主要內(nèi)容，在協(xié)議棧中一般是以操作系統(tǒng)的任務(wù)實(shí)現(xiàn)的。 NWK:網(wǎng)絡(luò)層目錄，包含網(wǎng)絡(luò)層配置參數(shù)文件和網(wǎng)絡(luò)層庫(kù)的函數(shù) 接口文件及 aps層庫(kù)的函數(shù)接口。 Tools：工程配置目錄，包含空間劃分，及 zstack 相關(guān)配置及信息。 Output：輸出文件目錄，這是 IAR ew8051 IDE 自動(dòng)生成的。 圖 zigbee 協(xié)議棧 圖 zigbee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 協(xié)調(diào)器 協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)啟動(dòng)整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)。 注意，協(xié)調(diào)器的角色主要涉及網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)和配置。 通常，路由器希望是一直處于活動(dòng)狀態(tài)，因此它必須使用主電源供電。 注意： 在 ZStack 中一個(gè)設(shè)備的類(lèi)型通常在編譯的時(shí)候通過(guò)編譯選項(xiàng)(ZDO_COORDINATOR 和 RTR_NWK)確定。網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備必須遵循同樣的棧配置。一種是 64 位 IEEE 地址，即 MAC 地址，另一種是 16 位網(wǎng)絡(luò)地址。 16 為網(wǎng)絡(luò)地址是當(dāng)設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)后分配的。這一點(diǎn)是必須的，因?yàn)檫@樣才能保證一個(gè)特定的數(shù)據(jù)包能夠發(fā)給它指定的設(shè)備，而不出現(xiàn)混亂。這些參數(shù)是MAX_DEPTH， MAX_ROUTERS 和 MAX_CHILDREN。 MAX_DEPTH 參數(shù)限制了網(wǎng)絡(luò)在物理上的長(zhǎng)度。 如果開(kāi)發(fā)人員想改變這些值，則需要完成以下幾個(gè)步驟： 首先，你要保證這些參數(shù)新的 賦值要合法。 當(dāng)選擇了合法的數(shù)據(jù)后，開(kāi)發(fā)人員還要保證不再使用標(biāo)準(zhǔn)的棧配置，取而代之的是網(wǎng)絡(luò)自定義棧配置 (例如：在 文件中將 STACK_PROFILE_ID 改為 NETWORK_SPECIFIC。 ZStack 尋址 為了向一個(gè)在 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序通常使用AF_DataRequest()函數(shù)。 afAddrMode_t addrMode。目的地址模式可以設(shè)置為以下幾個(gè)值： typedef enum { afAddrNotPresent = AddrNotPresent, afAddr16Bit = Addr16Bit, afAddrGroup = AddrGroup, afAddrBroadcast = AddrBroadcast } afAddrMode_t。 單點(diǎn)傳送 Uicast 是標(biāo)準(zhǔn)尋址模式，它將數(shù)據(jù)包發(fā)送給一個(gè)已經(jīng)知道網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。取代它的是從發(fā)送設(shè)備的棧的綁定表中查找目標(biāo)設(shè)備。如果在綁定表中找到多個(gè)設(shè)備，則向每個(gè)設(shè)備都發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包的拷貝。 廣播傳送 當(dāng)應(yīng)用程序需要將數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)設(shè)備時(shí)，使用這種模式。 NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVRXON(0xFFFD)——數(shù)據(jù)包將被傳送到網(wǎng)絡(luò)上的所有在空閑時(shí)打開(kāi)接收的設(shè)備 (RXONWHENIDLE)，也就是說(shuō)，除了睡眠中的所有設(shè)備。 在使用這個(gè)功能呢之前，必須在網(wǎng)絡(luò)中定義組。另外，廣播發(fā)送可以看做是一個(gè)組尋址的特例。 aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, amp。在 ZigBee20xx 發(fā)布版本中，它被稱(chēng)為資源綁定，所有的設(shè)備都必須執(zhí)行綁定機(jī)制。現(xiàn)在所有的綁定記錄都保存在發(fā)送信息的設(shè)備當(dāng)中 [2]。稱(chēng)之為援助綁定，它可以為一個(gè)發(fā)送設(shè)備創(chuàng)建一 個(gè)綁定記錄。你也可以使用 ZDP_UnbindReq()用同樣的參數(shù)取消綁定記錄。 Zigbee 設(shè)備對(duì)象終端綁定請(qǐng)求 這個(gè)機(jī)制是在指定的時(shí)間周期 (timeout period)內(nèi)，通過(guò)按下選定設(shè)備上的按鈕或者類(lèi)似的動(dòng)作來(lái)綁定。 你應(yīng)該注意到，所有的例程都有處理關(guān)鍵事件的函數(shù) (例如：在 中的 TransmitApp_HandleKeys()函數(shù) )。 當(dāng)收到兩個(gè)匹配的終端設(shè)備綁定請(qǐng)求，協(xié)調(diào)器在請(qǐng)求設(shè)備中啟動(dòng)創(chuàng)建源綁定記錄的進(jìn)程。如果狀態(tài)是ZDP_SUCCESS，則繼續(xù)前進(jìn)到第一個(gè)設(shè)備的群 ID。 設(shè)備應(yīng)用層綁定管理 另一種進(jìn)入設(shè)備綁定記錄的方式是應(yīng)用自己管理綁定表。 綁定表在靜態(tài) RAM 中 (未分配 )，因此綁定表中記錄的個(gè)數(shù)，每條記錄中群 ID的個(gè)數(shù)都實(shí)際影響著使用 RAM 的數(shù)量。應(yīng)用程序只需簡(jiǎn)單的 向下發(fā)送去往任何設(shè)備的數(shù)據(jù)到棧中，棧會(huì)負(fù)責(zé)尋找路徑。 路由協(xié)議 ZigBee 執(zhí)行基于用于 AODV 專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是它相鄰路由器中的一個(gè)，則數(shù)據(jù)包直接被傳送給目標(biāo)設(shè)備。 ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)不執(zhí)行任何路由功能。在 ZStack 中，如果萬(wàn)一正常的路徑尋找過(guò)程不能啟動(dòng)的話(huà) (通常由于缺少路由表空間 )，那么 ZStack 擁有自動(dòng)回退機(jī)制。 ZigBee 路由器，包括協(xié)調(diào)器執(zhí)行下面的路由函數(shù)： (i)路徑發(fā)現(xiàn)和選擇； (ii)路徑保持維護(hù)； (iii)路徑期滿(mǎn) [4]。路徑選擇就是選擇出可能的最小成本的路徑。路由算法試圖尋找到擁有最小路徑成本的路徑。但是在轉(zhuǎn)發(fā)之前，它要加上最新的連接成本，然后更新 RREQ 數(shù)據(jù)包中的成本值。目標(biāo)設(shè)備選擇最好的 RREQ 數(shù)據(jù)包，然后發(fā)回一個(gè)路徑答復(fù)數(shù)據(jù)包 (a Route Reply)RREP給源設(shè)備。各個(gè)結(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包 RREQ、 RREP 或者 RERR 來(lái)更 新它的路由表。這兩種方法，路徑都自動(dòng)重建。這樣，路徑在絕對(duì)不使用之前不會(huì)被刪除掉的。 表存儲(chǔ) 路由功能需要路由器保持維護(hù)一些表格。所有的數(shù)據(jù)包都通過(guò)相鄰的一級(jí)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的地址。將 MAX_RTG_ENTRIES 設(shè)置為表的大小 (不能小于 4)。一旦某個(gè)記錄到期，則它可江蘇科技大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 以被另一個(gè) 路徑發(fā)現(xiàn)使用。 表 21 路由表設(shè)置參考 安全 概述 AES/CCM 安全算法是 ZigBee 聯(lián)盟以外的研究人員發(fā)明的，并且廣泛應(yīng)用于其他通訊協(xié)議之中。 接下來(lái)，必 須選擇一個(gè)默認(rèn)的密碼。這個(gè)可以通過(guò)文件 ―‖文件的gPreConfigKeys 選項(xiàng)來(lái)配置。因此，加入網(wǎng)絡(luò)期間成為 ―瞬間的弱點(diǎn) ‖，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可以通過(guò)偵聽(tīng)獲取密碼，從而降低了網(wǎng)絡(luò)的安全性能 [2]。其中一種就是信任中心只允許一個(gè)設(shè)備在很短的窗口時(shí)間加入網(wǎng)絡(luò)。以他們的 IEEE 地址為基礎(chǔ)，一個(gè)秒級(jí)的時(shí)間段將被配置在信任中心用來(lái)接收或者拒絕設(shè)備。默認(rèn)信任中心執(zhí)行能夠用來(lái)符合開(kāi)發(fā)人員的指定策略。一旦信任中心調(diào)用 ―ZDSecMgrSwitchNwkKey‖，一個(gè)全網(wǎng)范圍的廣播將觸發(fā)所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用替代密碼。 Zigbee 協(xié)議總體而言并不復(fù)雜，只需開(kāi)發(fā)者用心的專(zhuān)注于應(yīng)用層與驅(qū)動(dòng)測(cè)層的開(kāi)發(fā)，并且協(xié)議棧有很多現(xiàn)成的模板可以用。通過(guò)其內(nèi)置的針對(duì)不同芯片的的代碼優(yōu)化器， Iar embeddedworkbench 可以為 arm 芯片 生成高效和可靠的 flash/prommable 代碼 [2]。 CC2530 芯片上系統(tǒng) （ soc） 是高度集成的解決方案，僅需要很少的外置元件，且所選用元件均為低成本型，可支持快速，廉價(jià)的 zigbee 節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建。 CC2530 芯片具有如下特性： ? 高性能和低功耗的 8051 微控制器核 ? 集成符合 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的 的 RF 無(wú)線(xiàn)電收發(fā)機(jī) ? 優(yōu)良的無(wú)線(xiàn)接收靈敏度和強(qiáng)大的抗干擾性 ? 在休眠模式時(shí)僅 的流耗，外部的中斷或 RTC 能喚醒系統(tǒng)，在待機(jī)模式時(shí)少于 的流耗， 外部中斷能喚醒系統(tǒng)。 led 顯示電路如圖 ， led 顯示電路包含了 4 個(gè)發(fā)光二極管。如圖 。 GND1GND2GND3GND4P 155P 146P 137P 128P 119DVDD210P 1011P 0712P 0613P 0514P 0415P 0316P 0217P 0118P 0019R E S E T _ N20AVDD521X O S C _ Q 122X O S C _ Q 223AVDD324R F _P25R F _N26AVDD227AVDD128AVDD429R B I A S30AVDD631P 24 / X O S C 3 2K _ Q 132P 23 / X O S C 3 2K _ Q 233P 2234P 2135P 2036P 1737P 1638DVDD139D C O U P L400U1C C 2 53 0C 3 911uC 1 011 00 nC 2 111 00 nC 2 411 00 nC 2 711 00 nC 2 722 20C 3 111 00 nC 2 511 8pC 2 611 8pC 2 621 p0C 2 521 p0C 2 53C 2 542 p2C 2 55C 2 31 2 7 pC 2 212 7pC 3 311 5pC 3 211 5pC12 u2C 4 011 uFL11 02L 25 1 L 25 22 n2L 26 12 n2GND GND GND GND GND GND GNDGNDVDDP 0. 0P 0. 1P 0. 2