低功耗高可靠ZigBee组网研究

【摘要】ZigBee无线通信技术是重要的信息通信方式。无线通信技术作为21世纪最为热门的研究技术之一,在人类社会中发挥着越来越重要的作用。无线通信技术已经被广泛的应用到各行各业的工作、管理、交流和教育等方面。无线通信技术的发展提高了人们的生活质量,从而不断的推动着社会的发展和进步。ZigBee技术作为一门新兴的短距离无线通信技术,具备低功耗、低数据传输速率、低成本和低复杂度等特点。ZigBee技术问世以来便受到越来越多的科研人员和企业的重视,特别是在ZigBee联盟成立以后,不断的推动着ZigBee技术的发展走向新的高度。时至今日,ZigBee技术在工业控制、智能家居和消费电子等领域得到广泛的应用,欧美国家已经推出消费类的ZigBee产品设备。相对于国外而言,ZigBee技术在我国的起步较晚,直至最近几年才得到科研人员和企业的重视。但是,借鉴国外成熟的ZigBee技术成果和经验,国内的ZigBee技术发展迅速,吸引了越来越多的高校和企业投身到ZigBee技术的研究之中去,ZigBee技术已经成为国内无线通信技术的研究热点之一。本文首先介绍了ZigBee技术的概念、国内外研究现状和本课题的研究意义,深入研究了ZigBee协议栈,包括物理层、媒体控制访问层、网络层和应用层的具体框架和工作原理。其次,详细介绍了ZigBee网络中所采用的各种设备类型、拓扑结构,并对其特性做了深入研究；对现有的几种ZigBee无线时钟同步算法做了深入的研究,分析了他们的基本工作原理和优缺点。根据这几种ZigBee时钟同步算法,提出了一种基于TPSN和DMTS的融合时钟同步算法,详细介绍了其实现的基本原理。再次,对无线火灾监控系统的总体结构进行了设计,研究和设计了火灾监控系统的烟雾报警节点、声光报警节点和手动报警节点的硬件和软件。对该无线传感器网络中终端节点设备的硬件设计过程中的抗电磁干扰措施开展了仔细的研究。最后,对ZigBee无线火灾监控系统的硬件平台和软件平台的构建方法做了详细的阐述,对烟雾报警器节点、声光报警器节点和手动报警按钮节点开展了功能测试、节性能测试和寿命测试。通过NS2网络仿真平台,对上述设计的ZigBee融合时钟同步算法进行仿真,与其它时钟同步算法进行了性能对比。通过实验室安装、组网成为完整的火灾报警实验系统,测试了整个系统的低功耗、稳定性和可靠性。
【作者】代成斌；
【导师】徐杜；
【作者基本信息】广东工业大学，信息与通信工程，2014，硕士
【关键词】ZigBee；融合时钟同步算法；火灾监控；低功耗；高可靠；组网；

【参考文献】
[1]谌伦杰.骨保护素-BCG穿梭表达质粒pMV361-opg的构建及鉴定[D].遵义医学院,骨外科学（专业学位）,2013,硕士.
[2]刘俊.骨性Ⅲ类错（牙合）伴下颌偏斜成人髁状突形态和位置的CBCT研究[D].河北医科大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[3]田慧莉.用装扮游戏中的欺骗任务模式考察3-5岁儿童心理理论的发展[D].吉林大学,应用心理学,2004,硕士.
[4]石晓丽.1949-1966年伊犁地区社会文化建设[D].新疆师范大学,中国少数民族史,2013,硕士.
[5]潘红梅.运用客户关系管理打造企业核心竞争力[J].武汉冶金管理干部学院学报,2003,04:22-24.
[6]汪晶晶.艺术形态学文本概念在室内设计中的表达与研究[D].西南交通大学,设计艺术学,2014,硕士.
[7]孙旺.中压电网容性电流测试方法研究[D].西安科技大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[8]左有才.情绪在道德双加工模型中的作用[D].河北师范大学,心理健康教育,2013,硕士.
[9]王丹.一种注射型原位有机凝胶剂的性质和释药行为研究[D].吉林大学,微生物与生化药学,2014,硕士.
[10]金成勋,李丹丹,李久铭,余愿,李豫珍,只金芳.疏水石墨烯水相分散液的制备及电化学性能[J].影像科学与光化学,2012,04:280-288.
[11]潘银磊.地方选调生工作存在的问题及对策研究[D].郑州大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[12]宋宏,孙艾娣,王自治.水力清管技术在华北油田注水管线的首次应用[J].油田地面工程.1989(03)
[13]陈新泰.高透紫外加成型液体硅橡胶的制备与性能研究[D].湖北工业大学,材料学,2014,硕士.
[14]王子才,王宏伟,闫纪红.一种模糊辨识方法及其在电站仿真器中的应用[J].控制与决策,1999,01:57-61.
[15]曹伟,魏英杰,王聪,邹振祝,黄文虎.超空泡技术现状、问题与应用[J].力学进展,2006,04:571-579.
[16]尤焕杰.多模态原子力显微镜控制系统研制及实验[D].合肥工业大学,精密仪器及机械,2014,硕士.
[17]郭生辉.LTE中抑制小区间干扰的预编码研究[D].南京邮电大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[18]韩祯祥,甘德强,薛禹胜.2004年国际大电网会议系列报道——大会主题报告及3个热点讨论[J].电力系统自动化,2005,01:3-5.
[19]刘珊.本科毕业设计管理系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[20]郑挺才.基于酞菁钕和酞菁锌的红光有机光敏二极管研究[D].兰州大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[21]沙拉（AhmedSalahSalemMohamedAli）.左房同步性及P波指数对阵发性和持续性房颤环肺静脉电隔离术后复发的预测价值[D].中南大学,临床医学,2014,博士.
[22]仲越群.基于AE的农田配方施肥管理系统的研究与开发[D].南京农业大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[23]梁雯婷.基于系统稳定性的海上火灾安全资源配置研究[D].大连海事大学,工业工程,2014,硕士.
[24]关健.中厚板轧制程轧件温度场模型建立与研究[D].东北大学,材料加工工程,2011,硕士.
[25]刘方民.工程物资供应链管理模式及应用研究[D].重庆交通大学,系统工程,2012,硕士.
[26]杨刚.小城镇游憩绿地体系构建研究[D].华中农业大学,园林植物与观赏园艺,2013,硕士.
[27]聂宁.弹性挡土结构变形性态的数值模拟分析[D].中国海洋大学,环境工程,2003,硕士.
[28]谯雁彬.丙酸睾酮抑制兔泪腺上皮细胞凋亡及其机理的研究[D].重庆医科大学,眼科学,2004,硕士.
[29]李秀.马克思恩格斯青年思想主要内容及其当代启示研究[D].西南大学,思想政治教育,2014,硕士.
[30]李立.我国电视选秀发展嬗变研究[D].安徽大学,传播学,2013,硕士.
[31]周正丽.液氮冷冻兔股骨头坏死模型制备新方法及可靠性评价[D].遵义医学院,人体解剖与组织胚胎学,2012,硕士.
[32]林霖.延续邻里环境的上海里弄街区适应性更新[D].重庆大学,建筑学（专业学位）,2014,硕士.
[33]刘妮香.研究生A型人格、成就动机与时间管理倾向关系研究[D].南京师范大学,基础心理学,2012,硕士.
[34]陈凯.南京邮电工程公司发展战略研究[D].华中科技大学,工商管理,2013,硕士.
[35]汪剑锋.水下超声速气体射流喷射过程及周围复杂流场的数值计算[D].浙江理工大学,流体机械及工程,2014,硕士.
[36]宋斌.金融服务创新：J银行筹建D支行案例分析[D].西南财经大学,工商管理,2003,硕士.
[37]刘骏.合作化小说的话语策略[D].曲阜师范大学,中国现当代文学,2004,硕士.
[38]梁法亮.两株植物内生真菌次级代谢产物及其抗肿瘤活性研究[D].广东药学院,药物化学,2012,硕士.
[39]张欣.词块教学法在高中英语阅读教学中的应用研究[D].渤海大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[40]田颖慧.全球化视角下庶民学派的再审视[D].河北师范大学,世界史,2014,硕士.
[41]柳秀者.家具企业产品的“绿色化”控制研究[D].中南林学院,木材科学与技术,2004,硕士.
[42]董晨.基于模糊聚类的个性化搜索引擎的研究[D].福州大学,2005.
[43]李志杰,曾瑛.面向WEB的数字图书馆异构数据集成技术[J].科技创业月刊,2005,06:159-160.
[44]黄晋.芪麝丸治疗神经根型颈椎病随机双盲安慰剂对照研究[D].甘肃中医学院,中医骨伤,2014,硕士.
[45]许柯.基于悬架K&C特性的整车操纵稳定性优化[D].湖南大学,车辆工程,2014,硕士.
[46]蒋茂东.高校和企业合作培养人才研究[D].河海大学,高等教育学,2004,硕士.
[47]马喜.国际货物买卖中未获货款卖方对货物的权利[D].大连海事大学,法律,2013,硕士.
[48]祝伟华,刘惠萍.人工煤气安全用气问题(下)[J].城市公用事业.1999(02)
[49]王晓娜.基于会计视角的我国商业银行表外业务风险管理研究[D].石家庄经济学院,会计学,2014,硕士.
[50]王丹.“行动的文本”—网络时代的媒介表达和事件演变[D].安徽大学,新闻学,2014,硕士.