基于ZigBee的无线传感网络节点设计与实现

【摘要】无线传感器网络节点的低成本、低功耗等特点使其在多个领域有着广泛的应用前景，成为近年来信息科学的一个研究热点。本文基于ZigBee协议，研究了体积小、功耗低、可组网的无线传感器网络节点设计方法，主要研究工作和成果有：对无线传感器网络ZigBee协议进行了研究，分析了ZigBee协议体系结构和组网形式，以及协议的各层的作用，提出了基于ZigBee协议的传感器节点设计方法。研究了无线传感器网络节点硬件设计方法，选择射频芯片CC2431和内嵌的51微处理器作为主控芯片，论述了芯片的结构、性能和特点，研究了节点各模块电路设计方案。借鉴IEEE1451中TEDS概念设计了节点智能化驱动软件及应用软件，同时设计了节点无线通信数据格式，为传感器节点功能拓展提供条件，在MSSTATE_LRWPAN协议栈基础上实现无线通信，并设计服务端进行数据处理和网络管理。研究了节点系统各模块功能以及节点间组网实现方法，实现了系统温度数据采集、无线通信等节点模块功能，完成了基于ZigBee协议的双节点间通信链路的组建。最后，对节点的性能和应用效果进行了测试分析，结果表明，自制节点通信效果好，抗干扰能力强，功耗低，组网稳定，证明了文中提出方案的先进性和有效性。
【作者】李珊珊；
【导师】刘宏立；彭定；
【作者基本信息】湖南大学，电子与通信工程，2013，硕士
【关键词】ZigBee；传感器节点；CC2431；IEEE1451；

【参考文献】
[1]红生.德王与李守信关系的探析[D].内蒙古大学,历史学,2014,硕士.
[2]刘伦.基于城市CA模型的产业转型期沛县城市空间演变研究[D].清华大学,城乡规划学,2013,硕士.
[3]田岚,白树忠,南新志.基于线性预测分析的语音三维语图绘图方法[J].控制与决策,1997,04:365-368.
[4]刘猛.傍河水源地地下水数值模拟研究[D].河海大学,2006.
[5]陈健.上海金融产业集群发展研究[D].北京大学,区域经济学,2014,硕士.
[6]周方源.语境理论在大学英语词汇教学中的应用研究[D].内蒙古师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[7]邱均平,文庭孝,周黎明,张洋,张蕊.2003年国内外情报学研究新进展[J].图书馆论坛,2004,06:25-30.
[8]杨莉.胶原蛋白降解分离产物制备及其理化性质的研究[D].湖北大学,高分子化学与物理,2011,硕士.
[9]郭梅.基于MVC模式Web应用框架的研究与应用[D].河海大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[10]陈宏友,徐国华.江苏滩涂围垦开发对环境的影响问题[J].水利规划与设计.2004(01)
[11]郭银博.塔机安全监控管理系统的设计和实现[D].合肥工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[12]李小娟.带填充墙轻钢结构住宅抗震性能试验研究[D].河北工程大学,结构工程,2012,硕士.
[13]马立举.城市地铁盾构施工地表沉降研究[J].工程与建设,2014,01:102-104.
[14]赵迎春.阻尼功率振荡的SSSC控制策略研究[D].东北电力大学,电气工程,2013,硕士.
[15]戴丽珍,杨刚,阮晓钢.基于AOCA仿生学习模型的两轮机器人自主平衡学习研究[J].自动化学报,2014,09:1951-1957.
[16]袁红厂.我国动物福利立法研究[D].南京农业大学,经济法学,2011,硕士.
[17]吴克明,郭福亮,王谦.利用关系数据库存储XML文档方法研究[J].计算机与数字工程,2004,03:80-82.
[18]傅莉群.水中微量有机物检测方法的建立与去除工艺研究[D].湖南大学,化学工程与技术,2012,硕士.
[19]刘恒玮.美国SPARK课程与中国小学体育与健康课程比较研究[D].华东师范大学,体育（专业学位）,2013,硕士.
[20]曹伟.运用法治思维与治理现代化理念构建国家廉政体系——“反腐败法治化理论研讨会”综述[J].中国行政管理,2015,02:151-153.
[21]何丽,王筱依.《红高粱家族》方言翻译的语言学分析[J].东北师大学报(哲学社会科学版),2014,06:270-272.
[22]孙召慧,黄伟,贡云芸,蓝健,刘幸海,翁建全,李永曙,谭成侠.新型含1,3,4-噻二唑的硫脲化合物的合成及除草活性[J].有机化学,2013,12:2612-2617.
[23]白雪.论人道主义干涉的国际法问题[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[24]彭旺明.基于eM-Plant的天津港集装箱码头物流系统建模与仿真[D].武汉理工大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[25]周杰宇.镁法脱硫产物亚硫酸镁的氧化实验研究与装置设计[D].吉林大学,环境工程,2013,硕士.
[26]刘青云.马氏珠母贝有效亲本数量估计与近交家系遗传结构分析[D].广东海洋大学,海洋生物学,2013,硕士.
[27]凤鹏举.酸碱分子增强复合型质子交换膜的制备和性能研究[D].吉林大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[28]杨志刚.膀胱癌P16、P53、Rb基因表达及P16、P53基因缺失突变的相关性研究[D].山西医科大学,泌尿外科,2002,硕士.
[29]李生虎,朱婷涵,华玉婷.不同定向约束下直驱永磁同步风电机组多稳态解探讨[J].电力系统自动化,2014,19:28-32+73.
[30]吴圆圆.基于GSA-SVR方法的沪深300指数预测研究[D].哈尔滨工业大学,国际贸易学,2014,硕士.
[31]俞华.中国学生英语写作中的句法运用——基于语料库的分析[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[32]黄嫱.锦屏县隆里宗祠文化探析[D].贵州民族大学,民族学,2014,硕士.
[33]张欣.练习伴随低估效应的产生机制[D].河北师范大学,基础心理学,2013,硕士.
[34]胡远来,李志云.灰色油气预测系统[J].石油地球物理勘探,1996,06:835-843+905-906.
[35]廖霁航.快递企业综合绩效评价研究[D].北京交通大学,物流工程（专业学位）,2013,硕士.
[36]刘志勇,孙常胜,蔡涛,张娟,陈杰.数据库与数据挖掘技术在温室蔬菜栽培决策支持系统中的运用[A].中国自动化学会智能自动化专业委员会.2003年中国智能自动化会议论文集（下册）[C].中国自动化学会智能自动化专业委员会:,2003:5.
[37]刘丽艳.河北省农业保险运营存在的问题与对策研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[38]李建.CXCL12-CXCR7轴在胰腺癌迁移侵袭中的作用及机制研究[D].北京协和医学院,普通外科学,2014,博士.
[39]佘翊妮,宁晓斌,林琼.基于问答驱动迭代的工程车辆仿真设计方法研究[J].中国机械工程,2014,08:1096-1101.
[40]郭建明.管道动力系统即时瞬变与延时瞬变特性研究[D].太原理工大学,水力学及河流动力学,2004,硕士.
[41]刘扬.低频率电刺激抑制杏仁核电点燃大鼠痫样发作的刺激参数研究[D].中南大学,临床医学,2013,博士.
[42]任绍峰.首钢京唐高炉干法除尘控制系统的设计与实现[D].东北大学,控制工程,2010,硕士.
[43]刘运武.基于激光再制造的三维同轴送粉工作头研究[D].天津工业大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[44]田建东.托普台区块易漏失地层特征分析及随钻堵漏剂优选[D].中国地质大学（北京）,钻井工程,2014,硕士.
[45]陈登科,胡翠华.试析信息管理中的综合决策支持系统及其发展[J].图书情报知识,2003,05:47-49.
[46]杨小龙.中国西北地区藏族、土族、蒙古族非综合征型耳聋常见聋病基因特征研究[D].兰州大学,耳鼻咽喉科学,2013,硕士.
[47]韩小石.鄂尔多斯市循环经济发展与政府责任研究[D].内蒙古大学,公共管理,2013,硕士.
[48]刘剑青.我国证券公司并购财务风险研究[D].广东财经大学,金融（专业学位）,2014,硕士.
[49]王毅.空间站对地定向与舱段转移的若干姿态问题[D].国防科学技术大学,航空宇航科学与技术,2012,硕士.
[50]朱金凤.接受理论视角下的城市外宣资料英译[D].湖南师范大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.