无线传感器网络协调器的研究和设计

2013-09-10 12:27 来源:电子信息网 作者:蒲公英

无线通信的方式有多样,与蓝牙、Wi-Fi、GSM移动通信方式相比,ZigBee联盟制定的 ZigBee方式具有功耗低、数据传输可靠、兼容性好、实现成本低以及组网方便的优点,非常适合低速率传输的无线传感器网络。ZigBee联盟成立于 2001年,2002年Invensys公司、三菱电气公司、摩托罗拉公司以及飞利浦半导体公司加盟,现在正迅速发展壮大。该联盟在基于IEEE 802.15.4的PHY层、MAC层及数据链路层之上,研究开发适合无线传感器网络的其他高层协议。

物理层的2个标准是2.4 GHz和868/915 MHz,都基于直接序列扩频DSSS(Direct Sequence Spread Spec-trum)技术,使用相同的物理层数据包格式。2.4 GHz波段为全球统一的无需申请的ISM频段,有助于ZigBee设备的推广和生产成本的降低。它的物理层通过采用16相高阶调制技术能够提供250 kb/s的传输速率,有助于获得更高的吞吐量、更小的通信时延和更短的工作周期,从而更加省电。

ZigBee联盟定义了两种物理设备类型:全功能设备FFD(Full Function Device)和精简功能设备RFD(Re-duced Function Device)。ZigBee网络的星型拓扑结构通常由1个FFD和若干RFD组成。FFD充当网络协调器功能,其他设备只与协调器通信,由协调器决定处理要做的事情。如果某个终端设备需要传输数据到另一个终端设备,它会把数据发送给协调器,然后由协调器将数据转发到目标接收器终端设备。通过FFD接力传送,网络又可以扩展成其他拓扑结构,如图1所示。

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随着ZigBee的研究发展,2005年,各大芯片制造商纷纷推出了符合ZigBee标准的收发模块和通信套件,但是目前只有挪威Chip-con 公司 (CC2420/CC2430和CC2500/CC2550等)、美国Freescale Semiconductor公司(MC13192和MC13193)、美国CompXs公司(ML7065)和美国Ember公司(EM2420)四个原始设备生产商(OEM)的ZigBee套件符合联盟规定的标准。2007年德州仪器(TI)宣布推出ZigBee协议栈(Z-Stack)的免费下载版本。


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无线传感器 网络协调器

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