【正文】 網(wǎng)絡(luò)具有成本低、安裝和維護(hù)方便快捷、運(yùn)作和更新費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各 種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息 [36]，適合應(yīng)用于樓宇內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)，正逐步走向?qū)嵱?。目前在新加坡也有?30 個(gè)社區(qū) (住宅小區(qū)所 5000 戶的家庭采用了 “家庭智能化系統(tǒng) ”，美國(guó)己有近四萬(wàn)戶家庭安裝了這一類的 “家庭智能化系統(tǒng) ”121 近幾年，在各大公司和媒體的強(qiáng)大概念宣傳攻勢(shì)下，我國(guó)智能家居行業(yè)逐漸形成，可用的、接近現(xiàn)實(shí)需求的產(chǎn)品不斷增加，集成商、開發(fā)商以及裝修公司己經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)。在近年來(lái)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，技術(shù)已逐漸成熟。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前仍處于初步應(yīng)用階段，但已經(jīng)展示出了非凡的應(yīng)用價(jià)值，相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，一定會(huì)得到更 大的應(yīng)用。 總體上國(guó)內(nèi)關(guān)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究還處于剛剛起步的階段，大部分工作仍是在針對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)仿真和實(shí)驗(yàn)階段，而且國(guó)內(nèi)自行研制的無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)較少，都是購(gòu)買 Mote 產(chǎn)品進(jìn)行前期探索，這方面同國(guó)外的差距較大。 目前，市場(chǎng)上存在諸多無(wú)線技術(shù)，大多數(shù)的應(yīng)用目標(biāo)旨在提高所傳輸數(shù)據(jù)的速率和傳輸距離。 無(wú)線家居智能家居主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)特征： （ 1）維護(hù)簡(jiǎn)單；由于沒(méi)有復(fù)雜的布線，使智能家居的系統(tǒng)維護(hù)變得非常簡(jiǎn)單，無(wú)需破壞墻面等設(shè)施就可以輕松進(jìn)行維護(hù)。介紹了基于 zigbee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展， zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低成本、低數(shù)率、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，組網(wǎng)靈活方便，非常適合用在智能家居系統(tǒng)當(dāng)中。國(guó)際電工協(xié)會(huì) IEEE致力于 WAPN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層和媒體訪問(wèn)層的標(biāo)準(zhǔn)化工作，任務(wù)組 TG1是藍(lán)牙無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)；任務(wù)組 TG2是共存組，為所有工作在 IEEE 解決共存問(wèn)題；任務(wù)組 TG3是 WAPN在多媒體高速率傳輸和服務(wù)品質(zhì)應(yīng)用；任務(wù)組 TG4 針對(duì)低俗的 WAPN 而制定，并成為 zigbee 協(xié)議的底層標(biāo)準(zhǔn)。 初標(biāo)準(zhǔn)基于藍(lán)牙 ， 后者已構(gòu)建到現(xiàn)行很多藍(lán)牙設(shè)備中。廠商只要在機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置 “熱點(diǎn) ”，并通過(guò)高速線路即可接入因特網(wǎng)。 Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)主要有： (1) 低速率： ZigBee 工作在 20 ～ 250kbps 的較低速率，分別提供250kbps(2． 4GHz)、 40kbps(915MHz1和 20kbps(868MHz)I~原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸 數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，其中包括智能建筑、軍事領(lǐng)域、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、智能家居及 各種監(jiān)察系統(tǒng)等。 ZigBee在 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的共存能力。引以為豪的低功耗，使電池的使用壽命可以達(dá)一年之久。 ZigBee網(wǎng)格或樹型網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè) ZigBee路由器。三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦聢D 22所示 22網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? ZigBee 基礎(chǔ)是 IEEE ，它是 IEEE 無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng) (Personal Area Network， PAN)工作組的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，被稱作 IEEE (ZigBee)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。管理實(shí)體接口的目標(biāo)是向上層提供訪問(wèn)內(nèi)部層參數(shù)、配置和管理數(shù)據(jù)的服務(wù)。例如，對(duì)于有些計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備與互動(dòng)式玩具，可能需要 250kb/s 速率，而對(duì)于其他許多應(yīng)用，如各種傳感器、智能標(biāo)記和家用電器等， 20kb/s 這樣的低速率就能滿足要求。網(wǎng)絡(luò)層有自己的參數(shù)和常量所有的常量都以 nwkc 開頭，所有的參數(shù)都以 nwk 開頭并存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)層信息庫(kù)中。 ZDO 為 APS 和應(yīng)用框架提供接口，它包含所有 ZigBee 協(xié)議棧的應(yīng)用函數(shù)，把 ZigBee 設(shè)備配置成協(xié)調(diào)器、路由器或是終端設(shè)備就是它的功能之一。 核心部件的設(shè)計(jì)要求 處理器模塊的要求 在計(jì)算機(jī)中大家都知道處理器被稱為計(jì)算機(jī)的大腦，它是整臺(tái)計(jì)算機(jī)的控制中樞系統(tǒng)，也是邏輯部分的控制核心。 圖 31無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式 終端節(jié)點(diǎn)則都是功能不同的傳感器節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)采集各種環(huán)境參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器。 APS 為網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層提供接口，如下圖 所示，和其他各層類似， APS 也支持?jǐn)?shù)據(jù)和管理兩種服務(wù)類型。 圖 26 MAC層協(xié)議 MAC 層主要負(fù)責(zé)以下幾項(xiàng)功能： 1) 生成并發(fā)送信標(biāo)幀（如果該設(shè)備是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器）； 2) 將設(shè)備與信標(biāo)同步； 3) 使用 CSMACA 機(jī)制訪問(wèn)信道； 4) 管理時(shí)槽保障信道訪問(wèn)； 5) 為兩個(gè)不同設(shè)備中對(duì)等的 MAC 實(shí)體提供可靠連接； 6) 支持 PAN 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)和取消關(guān)聯(lián)操作； 7) 提供安全支持， MAC 有自己的安全進(jìn)程，但使用的安全級(jí)別是由上層協(xié)議規(guī)定的。 表 21 zigbee工作頻段 圖 25信道 一個(gè) 據(jù) ISM頻段、可用性、擁擠狀況和數(shù)據(jù)速率在 27個(gè)信道中選擇一個(gè)工作信道，如圖 。 ZigBee協(xié)議棧的大多數(shù)層有兩個(gè)接口：數(shù)據(jù)實(shí)體接口和管理實(shí)體接口。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定了消息的傳播是如何從一個(gè)節(jié)點(diǎn)路由傳輸?shù)狡渌噜徆?jié)點(diǎn)的。一個(gè) ZigBee網(wǎng)絡(luò)只允許有一個(gè) ZigBee協(xié)調(diào)器。 小結(jié) 由上述分析可知 Zigbee技術(shù)的出現(xiàn)仿佛是天生為無(wú)線智能家居準(zhǔn)備的。對(duì)于同頻干擾的抵御能力是極為重要的，因?yàn)樗苯佑绊懙皆O(shè)備的性能。ZigBee 設(shè)備可以在標(biāo)準(zhǔn)電池供電的條件下，而不需要任何重?fù)Q電池或充電操作(低成本、易安裝 )。 2． Zigbee 紫蜂 (ZigBee)技術(shù)，新一代的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用 802． 15． 4(Zig． Bee)協(xié)議。目前最新的交換機(jī)能把 WiFi 無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)從接近 100 米的通信距離擴(kuò)大到約 。其傳輸頻段為全球公眾通用的 頻段，提供 1Mbps 的傳輸速率和 10m的傳輸距離。 第二章 zigbee技術(shù)介紹 短距離無(wú)線通信技術(shù)對(duì)比 zigbee 的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)、家庭和樓宇的自動(dòng)化控制，將人類從有線的環(huán)境中解放出來(lái)，以取代線纜為目標(biāo)，用于無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（ WPAN， Wireless Personal Area Network）范圍的短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得到了迅速的發(fā)展，典型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有藍(lán)牙（ Bluetooth）、 ZigBee、無(wú)線 USB（ WirelessUSB）、無(wú)線局域網(wǎng) WiFi（ IEEE ）等。 （ 5）安裝簡(jiǎn)易；無(wú)需復(fù)雜的布線，用一種簡(jiǎn)易的方式實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn) “物與物 ”、 “人與物 ”之間的信息交互，進(jìn)而輕松實(shí)現(xiàn)家庭設(shè) 備控制智能化。 新一代的無(wú)線智能家居網(wǎng)絡(luò)，將以無(wú)需布線和使用相對(duì)自由，建立起人們對(duì)無(wú)線家居設(shè) 備的全新體驗(yàn)和享受。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。 2020 年初發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》為信息 技術(shù)定義了 3 個(gè)前沿方向，其中 2 個(gè)與 WSN 的研究直接相關(guān)，即智能感知技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 Zigbee 技術(shù)由于具有低能量消耗、低成本、低速率傳輸、構(gòu)建多種網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，被很多公司重視。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的，具有無(wú)線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自組織分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并具有控制、監(jiān)視、計(jì)算等功能。它的系統(tǒng)功能包括三表抄送功能、安防報(bào) 警功能、可視對(duì)講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、電話接入、住戶信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和統(tǒng)軟件配置等。隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)功能的增多，所需的傳感器也越來(lái)越多。在國(guó)內(nèi)的智能家居物聯(lián)網(wǎng)的概念尚未提出之前，已經(jīng)將近十年，但智能家居行業(yè)的發(fā)展是非常曲折，規(guī)模仍然是有限的。 ZStack簡(jiǎn)介 ............................................................. 錯(cuò)誤！未定義書簽。軟件方面 ，根據(jù) Zigbee 聯(lián)盟制定的標(biāo)準(zhǔn)，利用德州儀器 (TI)推出業(yè)界領(lǐng)先的 ZigBee協(xié)議棧 (ZStack)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展， zigbee漸漸走入人們的視野。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 簽字日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定。將 zigbee技術(shù)與智能家具結(jié)合有很好的應(yīng)用前景。 node energy consumption is low , battery can work long hours. This system has intelligent, lowcost, low powerconsumption characteristics. ZigBee expansion application has a reference value Key words： environmental monitoring, intelligent buildings, wireless sensor works, ZigBee, CC2530 目 □□錄 本科畢業(yè)論文 ..................................................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。只要在日常的事物中配置的RFID 標(biāo)簽，便可實(shí)現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)通，形成一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)