【正文】 APSME 提供應用層信息庫管理，安全服務等功能應用層主要有應用幀和確認幀兩種具體內容，可依據協(xié)議棧的說明進行填寫。APSDE 將應用層協(xié)議數據單元加上適當的協(xié)議幀頭生成應用子層的協(xié)議數據單元。其實可以理解為 ZDO 就是與 ZigBee 設備相關的一些應用層邏輯范疇上的設備操作的一些雜七雜八的算法的集合，整個 ZigBee 其實就是一個大算法，在應用層上有些零碎的關于設備操作的算法，我們就把它稱作為 ZDO，雖然這樣說不夠全面，但在絕大多數情況下這種理解還是行的通的。它位于ZigBee 協(xié)議棧的應用支持子層之上。任何遵循這一描述集合的節(jié)點之間都可以交互工作（只要雙方可以通信） 。任何遵循某一標準配置文件的節(jié)點都可以與其他實現相同配置文件的節(jié)點進行互操作。它根據應用必須處理的數據包和必須執(zhí)行的操作來描述分布式應用配置文件使得 ZigBee 設備可以互操作。一般而言可以做如下理解：Profile 是對邏輯設備及其接口的描述集合，是面向某個應用類別的公約、準則。這個 ZigBee Profile 是一個配置文件，允許一系列設備類型交換控制消息來構造一個無線智能家居應用。上述工作流程只是一個邏輯，事實上只要懂得上述流程就可以組織相關代碼，所謂的服務接入點并沒有什么具體的操作，只是一個邏輯層次的過度。網絡層管理實體利用網絡層數據實體完成一些網絡的管理工作，并且完成對網絡信息庫（NIB）的維護和管理。如圖 23 所示：圖 23 網絡層參考模型MCPSSAP（MAC 公共部分子層的服務接入點） ，MLMESAP(MAC 管理實體服務接入點)，NLDESAP（網絡層數據實體服務接入點） ，NLMESAP（網絡層管理實體服務接入點） ，實際上所謂的管理實體就是管理如何組織不同的數據，以實現不同的功能，按照上面網絡層次的分析，網絡層的參考模型邏輯不難理清。ZigBee 網絡層的主要功能就是提供一些必要的函數，確保 ZigBee 的 MAC層的正常工作（實際上就是提供網絡支持） 。簡要描述見表 21： 表 21 物理幀4 字節(jié) 1 字節(jié) 1 字節(jié) 長度可變前導碼（preamble）SFD 幀長度（7 比特）保留位 PSDU同步頭 物理幀頭 PHY 負載 mac 層（ 的重點部分）MAC 層主要功能有協(xié)調器產生并發(fā)送信標（信標使能模式） ，普通設備根據協(xié)調器的信標幀與協(xié)調器同步，支持關聯（一個設備加入一個特定的網絡時，向協(xié)調器注冊以及身份認證的過程）與取消關聯操作（在 ZigBee 中也相當重要） ，支持無線信道通信安全，使用 CSMACA 機制訪問信道，支持時槽保障機制，支持不同設備的 MAC 間的可靠傳輸。幀長度由一個字節(jié)的低 7 位表示，其值就是物理幀的長度。幀起始分隔符（SFD）字段長度為一個字節(jié)，其值固定為 0xA7，標識一個物理幀的開始。此協(xié)議定義了 27 個信道，868MHz 頻段一個信道，915MHz 頻段 10 個信道，2450MHz 頻段 16 個信道。全功能設備之間以及全功能設備與精簡功能設備之間都可以通信，與精簡功能設備相關的全功能設備通常稱之為協(xié)調器。 網絡是指使用相同無線信道并通過 IEEE 標準相互通信的一組設備的集合。所以 ZigBee 可歸為低速率的短距離無線通信技術。在發(fā)射功率為 0dBm 的情況下，藍牙通常能有 10 米的作用范圍。擴頻都使用直接序列擴頻(DSSS)，但從比特到碼片的變換差別較大。分別有 1 個, 10 個和 16 個信道。 免執(zhí)照頻段使用工業(yè)科學醫(yī)療(ISM)頻段，915MHz(美國), 868MHz(歐洲), 2. 4GHz(全球) 。 高容量ZigBee 可采用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理 254 個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由上一層網絡節(jié)點管理，最多可組成 65000 個節(jié)點的大網。 短時延ZigBee 的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)只需 15ms，節(jié)點連接進入網絡只需 30ms，進一步節(jié)省了電能。這指的是相鄰節(jié)點間的距離。 低速率ZigBee 工作在 20～250kbps 的速率，分別提供 250 kbps()、40kbps(915 MHz)和 20kbps(868 MHz)的原始數據吞吐率，滿足低速率傳輸數據的應用需求。 低成本通過大幅簡化協(xié)議(不到藍牙的 1/10)，降低了對通信控制器的要求，按預測分析，以 8051 的 8 位微控制器測算，全功能的主節(jié)點需要 32KB 代碼，子功能節(jié)點少至 4KB 代碼，而且 ZigBee 免協(xié)議專利費。TI 公司和德國的 Micropelt 公司共同推出新能源的 ZigBee 節(jié)點。這是 ZigBee 的突出優(yōu)勢。當網絡速率降低到 28kb/s 時，傳輸范圍甚至可以擴大到 134m，具有更高的可靠性。其目標功能是自動化控制，它采用跳頻技術，使用的頻段分別為 (ISM)、868MHz(歐洲) 及 915MHz（美國） ?；?CC2430 無線信道選擇的軟件設計ZigBee 技術主要應用在短距離范圍內以及數據傳輸速率不高的各種電子設備之間，因此非常適用于家電和小型電子設備的無線控制指令傳輸。 2022 年，摩托羅拉，飛利浦和三菱等企業(yè)加盟 ZigBee 聯盟，06 年中國的華為公司也加入了該聯盟，現聯盟內有 180 多個成員企業(yè)，包括軟件供應商、系統(tǒng)集成商和終端產品商。 2022 年的 12 月，IEEE（美國電子和電氣工程師協(xié)會）成立了 IEEE 工作組，致力于開發(fā)一種可應用在固定、便攜或移動設備上的，低成本、低功耗的低速率無線連接技術。低功耗、低成本的無線網絡需求使 ZigBee 應運而生。 除 此 之 外 ， 每 一 個 ZigBee 網 絡 節(jié) 點 (FFD)還 可 在 自 己 信 號 覆 蓋 的范 圍 內 ， 和 多 個 不 承 擔 網 絡 信 息 中 轉 任 務 的 孤 立 的 子 節(jié) 點 (RFD)無 線 連 接 。 而 移 動 通 信 網 主 要 是 為 語 音 通 信 而 建 立 ， 每 個 基 站 價 值一 般 都 在 百 萬 元 人 民 幣 以 上 ， 而 每 個 ZigBee“基 站 ”卻 不 到 1000 元 人 民幣 。 通 訊 距 離 從 標 準 的 75m 到 幾 百 米 、 幾 公 里 ， 并 且 支持 無 限 擴 展 。簡 單 的 說 ， ZigBee 是 一 種高 可 靠 的 無 線 數 據 傳 輸 網 絡 ， 類 似 于 CDMA 和 GSM 網 絡 。基于 CC2430 無線信道選擇的軟件設計2 ZigBee 協(xié)議2. 1 ZigBee 簡介ZigBee 是基于 標準的低功耗個域網協(xié)議。比如，空間探索方面，NASA 的 JPL 實驗室研制的Sensor Webs 就是為火星探測而準備的；德國某研究機構正在利用傳感器網絡技術為足球裁判研制一套系統(tǒng)，以減小足球比賽中越位和進球的誤判率。 居住環(huán)境監(jiān)控通過無線傳感器網絡可以監(jiān)控我們的生活環(huán)境，為我們提供更加舒適、健康、方便和人性化的智能的居家環(huán)境。 自動交通流量監(jiān)控無線交通傳感器網絡可監(jiān)測高速公路或城市里的汽車交通情況，建立實時、準確、全面、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。 環(huán)境監(jiān)控環(huán)境傳感器網絡可監(jiān)測環(huán)境變化，如大氣、沙漠、平原、海洋表面和山脈等，研究環(huán)境變化對農作物的影響，檢測農作物中害蟲情況等。如果在住院病人身上安裝特殊用途的傳感器節(jié)點，如心率和血壓監(jiān)測設備，利用傳感器網絡，醫(yī)生就可以隨時了解被監(jiān)護病人的病情，進行及時處理。 醫(yī)療應用在病人家中建置無線傳感器網絡。關鍵性的建筑物或設施是重點保護的對象，比如電廠、通信中心等。傳感器網絡也可以為火控和制導系統(tǒng)提供準確的目標定位信息。隨著傳感器網絡的深入研究和廣泛應用，傳感器網絡將逐漸深入到人類生活的各個領域。除此而外，電源、移動和任務管理負責傳感節(jié)點能量、移動和任務分配的監(jiān)測，幫助傳感節(jié)點協(xié)調感測任務，盡量減少整個系統(tǒng)的功耗。該模型既參考了現有通用網絡的TCP/IP 和 OSI 模型的架構，同時又包含了傳感網絡特有的電源管理、移動管理及任務管理。當某個中繼器發(fā)生故障或某條無線鏈路出現干擾時，網絡可在其它路由器周圍進行自組。在混合網中，路由器和中繼器組成網狀結構，而傳感器節(jié)點則在它們周圍呈星狀分布。這種多跳系統(tǒng)比星狀網的傳輸距離遠得多，但功耗也更大，因為節(jié)點必須一直“監(jiān)聽”網絡中某些路徑上的信息和變基于 CC2430 無線信道選擇的軟件設計化。網狀拓撲結構是多跳(multi2hop)系統(tǒng)，其中所有無線傳感器節(jié)點都相同，而且直接互相通信(圖 12(b))。各節(jié)點將基站作為一個中間點，相互之間并不傳輸數據或命令?；镜男菭罹W拓撲結構是一個單跳(singlehop)系統(tǒng)，網絡中所有無線傳感器節(jié)點都與基站和網關進行雙向通信（圖 12（a） ） 。 拓撲結構無線傳感器網絡的拓撲結構有 3 種：星狀網、網狀網及混合網。通信模塊負責與其他傳感器或收發(fā)者的通信。感知單元用于感知、獲取外界的信息，并將其轉換為數字信號。此外，可以選擇的其他功能單元包括：定位系統(tǒng)、移動系統(tǒng)以及電源自供電系統(tǒng)等。最后采集到的數據經過分析、挖掘后通過一個界面提供給終端用戶。每個傳感網絡裝備有一個連接到傳輸網絡的網關，傳輸網絡是由一個單跳鏈接或一系列的無線網絡節(jié)點組成的。 無線傳感器網絡的結構 通信結構在傳感器網絡中，節(jié)點任意散落在被監(jiān)測區(qū)域內，除了感測特定的對象，還進行簡單的計算并維持互相之間的網絡連接。ZigBee 的優(yōu)勢有：能夠在眾多微小的傳感器節(jié)點之間相互協(xié)調實現通信，這些節(jié)點只需要很低的功耗，以多跳接力的方式在節(jié)點間傳送數據，因而通信效率非常高。同時，將 MAC 與路由相結合進行的跨層設計可以節(jié)省能量，延長網絡的壽命。如何設計可裁剪、自主靈活、可重構和適應于不同應用需求 的 WSN 體系結構將是未來 WSN 發(fā)展的重要方向。第一代傳感器網絡出現在 20 世紀 70 年代，使用具有簡單信息信號獲取能力的傳統(tǒng)傳感器，采用點對點傳輸、連接傳感控制器構成傳感器網絡；第二代傳感器網絡，具有獲取多種信息信號的綜合能力，采用串，并接口(如 RS23RS485)與傳感控制器相聯，構成有綜合多種信息的傳感器網絡；第三代傳感器網絡出現在 20 世紀 90 年代后期和本世紀初，用具有智能獲取多種信息信號的傳感器，采用現場總線連接傳感控制器，構成局域網絡，成為智能化傳感器網絡；第四代傳感器網絡正在研究開發(fā)，目前成形并大量投入使用的產品還沒有出現，用大量的具有多功能多信息信號獲取能力的傳感器，采用自組織無線接入網絡，與傳感器網絡控制器連接，構成無線傳感器網絡。在其后的 10 余年里，WSN 網絡技術得到學術界、工業(yè)界乃至政府的廣泛關注，成為在國防軍事、環(huán)境監(jiān)測和預報、健康護理、智能家居、建筑物結構監(jiān)控、復雜機械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉庫管理以及機場、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測等眾多領域中最有競爭力的應用技術之一。 無線傳感器網絡技術的發(fā)展歷程1996 年，美國 UCLA 大學的 William J Kaiser 教授向美國國防部遠景研究計劃局(DARPA)提交的“低能耗無線集成微型傳感器”揭開了現代 WSN 網絡的序幕。 無線傳感器網絡（WSN）的定義無線傳感器網絡(wireless Sensor Networks，WSN) 就是由大量的密集部署在監(jiān)控區(qū)域的智能傳感器節(jié)點構成的一種網絡應用系統(tǒng)。基于 CC2430 無線信道選擇的軟件設計基于 CC2430 無線信道選擇的軟件設計畢業(yè)論文目錄摘要 ..................................................................................................................................................IABSTRACT.........................................................................................................................................II引言 .................................................................................................................................................11 無線傳感器網絡概述 ....................................................................................................................2 無線傳感器網絡（WSN）的定義 ................................................................................................2 無線傳感器網絡技術的發(fā)展歷程 ................................................................................................2 無線傳感器網絡技術的發(fā)展趨勢 ......