Zigbee网络原理与应用教案
zigbee课程设计
zig bee课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解ZigBee技术的基本概念，包括其起源、特点和应用领域。
2. 学生能够掌握ZigBee网络的体系结构，了解其物理层、媒体访问控制层和网络层的工作原理。
3. 学生能够了解ZigBee协议栈的组成及其在无线传感器网络中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用ZigBee模块进行基本的无线通信编程，实现数据发送和接收。
2. 学生能够设计并实现一个小型的ZigBee无线传感器网络系统，进行数据采集和监控。
3. 学生能够通过实验和项目实践，掌握ZigBee网络的配置、调试和维护方法。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到ZigBee技术在物联网和智能生活领域的广泛应用，增强对物联网技术的兴趣和热情。
2. 学生能够在学习过程中培养团队合作意识，提高沟通与协作能力。
3. 学生能够养成积极探索、动手实践的学习习惯，培养创新思维和问题解决能力。
课程性质：本课程为信息技术课程，旨在让学生了解和掌握ZigBee技术的基本原理和应用，培养实际操作能力和创新意识。
学生特点：学生为初中生，具备一定的信息技术基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：结合课程性质和学生特点，教学过程中应注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养其解决问题的能力。
同时，注重培养学生的团队合作意识和创新思维。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 引入ZigBee技术：介绍ZigBee的起源、发展历程、特点及其在物联网中的应用。
- 教材章节：第一章 ZigBee概述- 内容：ZigBee的发展背景、关键技术、与其他无线通信技术的对比。
2. ZigBee网络体系结构：讲解ZigBee物理层、媒体访问控制层、网络层的工作原理。
- 教材章节：第二章 ZigBee网络体系结构- 内容：各层的作用、协议栈结构、ZigBee设备类型。
3. ZigBee协议栈与应用：介绍ZigBee协议栈的组成，及其在无线传感器网络中的应用。
《ZigBee开发技术——CC2530单片机原理及应用》教学大纲
《ZigBee开发技术——CC2530单片机原理及应用》教学大纲ZigBee development technology -- the principle and applicationof CC2530 microcontroller（供物联网、通信工程及以外的其他本科专业使用）前言ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，可工作在 2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率。
CC2530结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈（Z-Stack™），提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。
本课程的教学目的是，以ZigBee技术硬件资源为依托，了解支撑ZigBee技术的核心芯片CC2530的开发与应用、掌握开发环境的安装和使用，掌握通用I/O、振荡器和时钟的设置、ADC的采集的使用、CC2530串口、DMA、定时器使用、CC2530的无线发送和接收，为后续课程打下基础。
本大纲可与以下参考资料配套使用：1、王小强，欧阳骏，黄宁淋.ZigBee无线传感器网络设计与设计[M].北京：化学工业出版社，20122、姜仲，刘丹.ZigBee技术与实训教程--基于CC2530的无线传感网技术[M].北京：清华大学出版社，20143、李文仲，等.ZigBee2007/PRO协议栈实验与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，20095、瞿雷，刘盛德，胡咸斌.ZigBee技术及应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2007该大纲适用于物联网、电子信息工程、计算机科学与技术、通信工程、、计算机网络、自动化等专业的教学工作。
本课程是一门理论与实践并重的课程，为了达到预期的教学效果与目的，大纲所列教学内容可通过多媒体电子课件进行典型的示例讲解、必要的现场实际操作演示、适量的课堂练习、与理论课程相配套的上机实验以及及时辅导答疑等方式进行教学。
ZigBee协议解析无线个人局域网的工作原理与物联网应用
ZigBee协议解析无线个人局域网的工作原理与物联网应用无线个人局域网（Wireless Personal Area Network，简称WPAN）是一种短距离无线通信技术，ZigBee作为其一种重要的协议，已经在物联网应用中得到广泛应用。
本文将详细解析ZigBee协议的工作原理，并探讨其在物联网中的应用。
一、ZigBee协议的工作原理ZigBee协议是基于IEEE 802.15.4标准的一种低功耗、短距离、低数据速率无线通信协议。
其工作原理如下：1. 网络拓扑结构ZigBee网络可以采用星形、树形、网状等多种拓扑结构。
其中，星形结构由一个协调器（Coordinator）和多个终端节点（End Device）组成，协调器负责网络的组网与管理。
树形结构则是在星形结构的基础上，增加了路由器（Router）节点，实现了终端节点之间的数据转发。
网状结构是最灵活的，不仅可以进行节点之间的数据转发，还可以自动选择最佳的传输路径。
2. 网络通信方式ZigBee协议采用两种主要的通信方式，分别是直接通信（Direct Communication）和间接通信（Indirect Communication）。
直接通信是指两个节点之间直接建立通信链路，可以实现低延时的数据传输；间接通信则是通过路由器节点进行数据传输，适用于节点之间距离较远或传输条件较差的情况。
3. 网络协调ZigBee网络中的协调器负责网络的组网与管理，包括网络的初始化、频道选择、路由调度等。
协调器还可以与外部设备进行无线通信，用于与其他网络的互联。
4. 节能机制为了实现低功耗的通信，ZigBee协议引入了一系列的节能机制。
其中包括低功耗睡眠模式、快速唤醒模式、层次化网络等。
节点可以在不使用时进入睡眠模式，只有当数据传输时才会唤醒，从而有效节省能耗。
二、物联网应用中的ZigBee协议ZigBee协议在物联网应用中具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面：1. 智能家居ZigBee协议可以实现智能家居中各个设备的互联互通。
ZigBee原理及应用课程教学大纲
《ZigBee原理及应用》课程教学大纲一、课程说明二、学时分配表三、教学目的与要求1.本课程总体教学目的和要求（1）课程的教学目的ZigBee原理及应用课程是通信工程专业的一门专业方向选修课。
通过本课程，使学生掌握ZigBee网络的基本原理、概念、技术和开发流程，掌握实现ZigBee网络的SOC无线单片机的基本结构、基本原理、接口技术，实现基于ZigBee网络的物联网应用系统。
课程适应国家物联网发展战略，通过理论教学和案例分析培养学生的创新思维，通过实验和项目实训，提高学生物联网应用系统的开发能力、激发学生的创新能力。
（2）课程的基本要求知识要求:了解：无线传感器网络概念、体系结构、关键技术以及应用领域和发展趋势；ZigBee网络协议、结构和原理；基于ZigBee的物联网模式和架构；基于ZigBee的物联网典型应用。
熟悉：ZigBee开发平台和开发环境搭建；CC2430无线单片机应用程序开发流程；ZigBee协议栈及使用。
掌握：CC2530单片机的内部资源的使用方法；常用传感器与CC2530的接口开发；CC2530射频通信、网络路由的使用与编程；基于ZigBee网络的简单物联网应用系统开发。
能力要求:基本运用： CC2530的C语言开发；ZigBee硬件基本设计能力；CC2430内部资源的开发使用；CC2530接口与传感器使用；CC2530单片机点对点通信；综合运用：CC2530单片机路由、网关的开发与使用；ZigBee物联网应用系统的开发。
2.各章教学要求和知识考核点（包括主要知识点和难点）第一章无线传感器网络概述1、本章的教学目的和要求：（1）了解无线传感器网络的基本概念、发展历程；（2）熟悉无线传感器网络的研究现状、应用研究前景，无线传感器网络的技术实现特点。
2、本章的主要知识点（1）无线传感器网络概述；（2）无线传感器网络的发展；（3）无线传感器网络的研究现状和前景；（4）无线传感器网络的特点和应用。
Zigbee物联网课程设计
Zigbee物联网课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解Zigbee技术的原理和应用，掌握物联网基本概念。
2. 使学生掌握Zigbee网络的拓扑结构、通信协议和工作流程。
3. 帮助学生了解Zigbee技术在智能家居、工业控制等领域的实际应用。
技能目标：1. 培养学生运用Zigbee模块进行物联网项目设计与开发的能力。
2. 提高学生利用编程软件进行Zigbee设备编程和调试的技能。
3. 培养学生团队协作、问题解决和创新能力，以应对实际物联网项目的挑战。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术及其应用的兴趣和热情，激发学习动力。
2. 增强学生的环保意识，认识到物联网技术在节能减排、改善生活环境方面的作用。
3. 引导学生树立正确的价值观，关注社会发展，明确自身的社会责任感。
课程性质：本课程为选修课，旨在拓展学生的知识视野，提高实践操作能力和创新精神。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对新鲜事物充满好奇，善于合作，有较强的动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养具备创新精神和实践能力的物联网技术人才。
通过本课程的学习，使学生能够将Zigbee技术应用于实际项目中，达到学以致用的目的。
二、教学内容1. Zigbee技术基础- 物联网概念与架构- Zigbee技术原理与特点- Zigbee协议栈及网络拓扑结构2. Zigbee硬件设备与编程- Zigbee模块的硬件结构与功能- 编程环境与开发工具的使用- Zigbee模块编程与调试技巧3. Zigbee网络组建与通信- Zigbee网络的组建与维护- Zigbee设备之间的通信机制- 简单Zigbee应用案例分析与实现4. Zigbee技术在各领域的应用- 智能家居系统设计与实现- 工业自动化控制应用案例- 环保监测与智能农业应用探讨5. 实践项目设计与实施- 项目需求分析与方案设计- Zigbee模块的选型与应用- 项目实施与调试优化教学内容安排与进度：第一周：Zigbee技术基础第二周：Zigbee硬件设备与编程第三周：Zigbee网络组建与通信第四周：Zigbee技术在各领域的应用第五周：实践项目设计与实施本教学内容基于教材相关章节，结合课程目标进行选择和组织，确保教学内容具有科学性和系统性。
zigbee无线传感网络课程设计
zigbee无线传感网络课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握zigbee无线传感网络的基本概念、原理和应用场景。
2. 了解zigbee协议栈的结构、功能及其工作流程。
3. 掌握zigbee网络拓扑结构、节点类型及其配置方法。
技能目标：1. 学会使用zigbee开发工具进行网络编程和调试。
2. 能够搭建简单的zigbee无线传感网络，并进行数据采集、处理和传输。
3. 培养学生运用zigbee技术解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣，激发学习热情。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
3. 培养学生关注社会热点问题，了解zigbee技术在现实生活中的应用，提高社会责任感。
课程性质：本课程属于信息技术领域，旨在让学生了解和掌握zigbee无线传感网络的基本知识，培养实际操作能力和创新思维。
学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们在前期课程中已具备一定的编程基础和网络知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握zigbee 技术，鼓励学生开展团队合作，提高解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，使其在学习过程中形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. zigbee基本概念与原理- 无线传感网络概述- zigbee技术特点与应用场景- zigbee协议栈结构与工作原理2. zigbee网络结构与配置- zigbee网络拓扑结构- 节点类型及其功能- 网络配置与优化方法3. zigbee编程与调试- 开发工具与环境介绍- zigbee协议栈编程- 程序调试与故障排除4. 数据采集、处理与传输- 传感器节点数据采集- 数据处理与融合- 无线数据传输技术5. zigbee应用案例与实战- 现实生活中的zigbee应用案例- 实战项目：搭建简单的zigbee无线传感网络- 数据分析与优化教学内容安排与进度：第一周：介绍无线传感网络与zigbee基本概念、原理第二周：学习zigbee网络结构与配置方法第三周：掌握zigbee编程与调试技巧第四周：学习数据采集、处理与传输技术第五周：分析zigbee应用案例，进行实战项目设计与实施第六周：项目总结与成果展示，数据分析与优化教材章节关联：《信息技术》第四章：无线传感网络《信息技术》第五章：zigbee技术及应用《信息技术》实践教程：zigbee编程与实战案例三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：通过系统讲解zigbee无线传感网络的基本概念、原理、协议栈结构等内容，为学生奠定扎实的理论基础。
ZigBee原理及应用教学大纲
《ZigBee原理及应用》课程教学大纲一、课程说明二、学时分配表三、教学目的与要求1.本课程总体教学目的和要求（1）课程的教学目的ZigBee原理及应用课程是通信工程专业的一门专业方向选修课。
通过本课程，使学生掌握ZigBee网络的基本原理、概念、技术和开发流程，掌握实现ZigBee网络的SOC无线单片机的基本结构、基本原理、接口技术，实现基于ZigBee网络的物联网应用系统。
课程适应国家物联网发展战略，通过理论教学和案例分析培养学生的创新思维，通过实验和项目实训，提高学生物联网应用系统的开发能力、激发学生的创新能力。
（2）课程的基本要求知识要求:了解：无线传感器网络概念、体系结构、关键技术以及应用领域和发展趋势；ZigBee网络协议、结构和原理；基于ZigBee的物联网模式和架构；基于ZigBee的物联网典型应用。
熟悉：ZigBee开发平台和开发环境搭建；CC2430无线单片机应用程序开发流程；ZigBee协议栈及使用。
掌握：CC2530单片机的内部资源的使用方法；常用传感器与CC2530的接口开发；CC2530射频通信、网络路由的使用与编程；基于ZigBee网络的简单物联网应用系统开发。
能力要求:基本运用： CC2530的C语言开发；ZigBee硬件基本设计能力；CC2430内部资源的开发使用；CC2530接口与传感器使用；CC2530单片机点对点通信；综合运用：CC2530单片机路由、网关的开发与使用；ZigBee物联网应用系统的开发。
2.各章教学要求和知识考核点（包括主要知识点和难点）第一章无线传感器网络概述1、本章的教学目的和要求：（1）了解无线传感器网络的基本概念、发展历程；（2）熟悉无线传感器网络的研究现状、应用研究前景，无线传感器网络的技术实现特点。
2、本章的主要知识点（1）无线传感器网络概述；（2）无线传感器网络的发展；（3）无线传感器网络的研究现状和前景；（4）无线传感器网络的特点和应用。
基于zigbee的课程设计
基于zigbee的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解并掌握Zigbee无线通信技术的基本原理和应用场景。
2. 使学生了解Zigbee协议栈的架构和关键参数配置。
3. 帮助学生掌握基于Zigbee的传感器网络节点的设计与实现。
技能目标：1. 培养学生运用Zigbee模块进行无线数据传输的能力。
2. 培养学生设计和搭建基于Zigbee的传感器网络系统的实际操作能力。
3. 提高学生分析并解决Zigbee通信过程中问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣和热爱，激发学生探索新技术的好奇心。
2. 培养学生的团队合作意识，提高学生在团队项目中的沟通与协作能力。
3. 引导学生关注无线通信技术在日常生活中的应用，认识到科技对社会发展的积极作用。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合当前物联网技术的发展趋势，以Zigbee技术为核心，培养学生的实际操作能力和创新意识。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对新兴技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生在实际操作中发现问题、解决问题，提高学生的动手能力和技术应用能力。
通过课程学习，使学生能够达到课程目标所设定的具体学习成果。
二、教学内容1. Zigbee技术概述：介绍Zigbee技术的起源、发展历程、主要特点和应用领域，使学生建立对Zigbee技术的基本认识。
教材章节：第一章《无线传感网络概述》2. Zigbee协议栈：讲解Zigbee协议栈的架构、关键层及其功能，分析Zigbee协议参数配置方法。
教材章节：第二章《Zigbee协议栈》3. Zigbee硬件设计：介绍Zigbee模块硬件设计方法，包括传感器接口设计、电源管理、天线设计等。
教材章节：第三章《Zigbee硬件设计》4. Zigbee软件开发：讲解Zigbee软件开发流程，分析Zigbee协议栈编程方法，介绍常见的编程工具和调试技巧。
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计算机与信息技术学院课程教案专业物联网工程课程Zigbee网络原理与应用讲授人姚建峰2015 年 9月10日(一) 课程名称：Zigbee网络原理与应用(二) 学时学分：周4学时，3学分(三) 预修课程：电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、高级语言程序设计(四) 使用教材ZigBee技术与实训教程――基于CC2530的无线传感网技术，清华大学出版社，2014年5月第1版(五) 教学参考书(3本以上)1、李文仲编著：《Zigbee2006无线网络与无线定位实战》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版；2、王小强编著：《Zigbee无线传感器网络设计与实现》，化学工业出版社，2012年6月第1版；3、编著：《Zigbee技术与应用》，国防工业出版社，2010年6月第1版。
（六）教学方法：课堂讲授，课堂演示，师生互动，理论与实验结合教学。
(七) 教学手段：多媒体教学。
(八) 考核方式：闭卷考试。
(九) 学生创新精神与实践能力的培养方法：结合实验、具体应用、小组讨论等方式使学生掌握Zigbee技术开发的基本方法，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的动手能力和创新能力。
(十) 其它要求：严格考勤，学生课堂表现和实验完成情况占学生成绩的30%，期末成绩占70%。
第一章无线传感器网络教学时数：2学时教学目的与要求：主要让学生理解无线传感网络的主要概念，了解无线传感网络的发展历程、研究现状与研究前景、应用领域，掌握无线传感网络的特点、网络体系结构、关键技术。
教学重点：无线传感器网络体系结构。
教学难点：无线传感器网络的关键技术。
第一节无线传感器网络概述(了解)1.无线传感器网络的概念：无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。
传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。
2.无线传感器网络的发展历程：第一阶段:最早可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统。
当年美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场血腥较量，“胡志明小道”是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道，美军对其进行了狂轰滥炸，但效果不大。
后来，美军投放了2万多个“热带树”传感器。
“热带树”实际上是由震动和声响传感器组成的系统，它由飞机投放，落地后插入泥土中，只露出伪装成树枝的无线电天线，因而被称为“热带树”。
只要对方车队经过，传感器探测出目标产生的震动和声响信息，自动发送到指挥中心，美机立即展开追杀，总共炸毁或炸坏万辆卡车。
第二阶段:二十世纪80年代至90年代之间。
主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。
这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。
因此在1999年，将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。
第三阶段:21世纪开始至今，也就是之后。
这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。
除了应用于反恐活动以外，在其它领域更是获得了很好的应用，所以2002年美国国家重点实验室－－橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。
3.无线传感器网络研究现状：（1）国外无线传感器网络的研究现状1998年，美国国防部提出了“智能尘埃”的概念，最先开始无线传感器网络技术的研究，目的是为监控敌方的活动情况而不被察觉。
2001年，美国陆军提出“灵巧传感器网络通信”计划，将无人值守式弹药、传感器和未来战斗系统所用的机器人系统连成网络，以便成倍提高单一传感器的能力，从而提高未来战斗系统的生存能力。
2002年，英特尔公司发布了“基于微型传感器网络的新型计算发展规划”。
美国科学基金委员会2003年制定了无线传感器网络研究计划，研究领域涉及能感知有毒化学物、生物攻击等的传感器节点、分布环境下传感器网络的特性等问题。
2005年，对网络技术和系统的研究计划中，主要研究下一代可靠性高、安全的可扩展的网络、可编程的无线网络及传感器系统的网络特性，资助金额达4000万美元。
此外，美国交通部、能源部、美国国家航空航天局也相继启动了相关的研究项目。
美国著名院校几乎都有研究小组在从事无线传感器网络相关技术的研究。
（2）国内无线传感器网络的研究现状我国无线传感器网络及其应用研究几乎与发达国家同步启动，首次正式出现于1999年中国科学院《知识创新工程试点领域方向研究》的“信息与自动化领域研究报告”中。
国内的一些科研单位和大学，如中国科学院自动化所、软件及清华大学、哈尔滨工业大学从2002年开始在时间同步与定位、传感器数据管理系统方面开展了研究工作。
重庆大学也在同一时间开始研究嵌入式无线传感器网络节点、可重构技术、无线传感器中的定位等技术。
2004年，中国国家自然科学基金委员会将一项无线传感器网络项目（面上传感器网络的分布自治系统关键技术及协调控制理论）列为重点研究项目；2005年，将无线传感器网络基础理论和关键技术列入计划；2006年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术定义了3个前沿方向，其中2个与无线传感器网络的研究直接相关，即智能感知技术和自组织网络技术。
4.无线传感器网络的特点：（1）硬件资源有限；（2）电源容量有限；（3）通信能量有限；（4）计算能力有限；（5）节点数量众多，分布密集；（6）自组织、动态性网络；（7）以数据为中心的网络；（8）多跳路由；（9）应用相关的网络；（10）传感器节点出现故障的可能性较大。
5.无线传感网络的应用（1）智能交通；（2）智能农业；（3）医疗健康；（4）工业监控；（5）军事应用；（6）灾难救援；（7）智能家居；（8）其它：在许多新兴领域中也能体现其较好的优越性，如：空间探索、智能物流、灾害防范和环境监测等领域。
第二节无线传感器网络体系结构和关键技术(重点)1.传感器节点的组成传感器节点是无线传感器网络的基本功能单元。
传感器节点基本组成模块有：传感单元、处理单元、通信单元以及电源部分。
处理器模块是传感器节点的核心，负责整个节点的设备控制、任务分配与调度、数据整合与传输等。
2.无线传感器网络体系结构一个典型的无线传感器网络的系统架构包括分布式无线传感器节点、汇聚节点和管理节点。
这些节点群随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。
（1）传感器节点传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统，它们的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通过携带有限能量的电池供电。
从功能上看这些节点，它们不仅要对本地收集的信息进行收集及处理，而且要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理，同时与其他节点协作完成一些特定的任务。
（2）汇聚节点汇聚节点的各方面能力相对于传感器节点而言相对比较强，它连接传感器网络、Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监测任务，并把收集的数据转发到外部网络上。
（3）管理节点管理节点对传感器网络进行管理，发布监测任务以及收集监测数据。
3.无线传感器网络协议体系结构无线传感器网络体系由分层的网络通信协议、网络管理平台以及应用支撑平台这3部分组成。
（1）分层的网络通信协议：由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。
物理层：负责信号的调制和数据的收发，所采用的传输介质主要有无线电、红外线、光波等。
WSN推荐使用免许可证频段（ISM）。
物理层的设计既有不利因素，例如传播损耗因子较大，也有有利的方面，例如高密度部署的无线传感器网络具有分集特性，可以用来克服阴影效应和路径损耗。
数据链路层：负责数据成帧、帧监测、媒体接入和差错控制。
其中，媒体接入协议保证可靠的点对点和点对多点通信；差错控制则保证源节点发出的信息可以完整无误地到达目标节点。
网络层：负责路由的发现和维护，由于大多数节点无法直接与网关通信，因此需要通过中间节点以多跳路由的方式将数据传送至汇聚节点。
而这就需要在WSN节点与接收器节点之间多跳的无线路由协议。
传输层：负责数据流的传输控制，主要通过汇聚节点采集传感器网络内的数据，并使用卫星、移动通信网络、Internet或者其他的链路与外部网络通信，是保证通信服务质量的重要部分。
应用层：由各种面向应用的软件系统构成。
主要研究的是各种传感器网络应用的具体系统的开发，例如：作战环境侦查与监控系统，情报获取系统，灾难预防系统等等。
（2）网络管理平台网络管理平台主要是对传感器节点自身的管理以及用户对传感器网络的管理，主要包括网络故障管理、计费管理、配置管理和性能管理等。
（3）应用支撑平台应用支撑平台为用户提供各种应用支撑，包括时间定位、节点定位以及向用户提供协调应用服务的接口。
4.无线传感器网络关键技术（1）时间同步技术时间同步技术是完成实时信息采集的基本要求，也是提高定位精度的关键手段。
常用方法是通过时间同步协议完成节点间的对时，通过滤波技术抑制时钟噪声和漂移。
（2）定位技术定位跟踪技术包括节点自定位和网络区域内的目标定位跟踪。
节点自定位是指确定网络中节点自身位置，这是随机部署组网的基本要求。
GPS技术是室外惯常采用的自定位手段，但一方面成本较高，另一方面在有遮挡的地区会失效。
传感器网络更多采用混合定位方法：手动部署少量的锚节点(携带GPS模块)，其他节点根据拓扑和距离关系进行间接位置估计。
目标定位跟踪通过网络中节点之间的配合完成对网络区域中特定目标的定位和跟踪，一般建立在节点自定位的基础上。
（3）分布式数据管理和信息融合分布式动态实时数据管理是以数据中心为特征的WSN网络的重要技术之一。
该技术通过部署或者指定一些节点为代理节点，代理节点根据监测任务收集兴趣数据。
监测任务通过分布式数据库的查询语言下达给目标区域的节点。
在整个体系中，WSN网络被当作分布式数据库独立存在，实现对客观物理世界的实时和动态的监测。
信息融合技术是指节点根据类型、采集时间、地点、重要程度等信息标度，通过聚类技术将收集到的数据进行本地的融合和压缩，一方面排除信息冗余，减小网络通信开销，节省能量；另一方面可以通过贝叶斯推理技术实现本地的智能决策。
（4）安全技术安全通信和认证技术在军事和金融等敏感信息传递应用中有直接需求。
传感器网络由于部署环境和传播介质的开放性，很容易受到各种攻击。
但受无线传感器网络资源限制，直接应用安全通信、完整性认证、数据新鲜性、广播认证等现有算法存在实现的困难。
鉴于此，研究人员一方面探讨在不同组网形式、网络协议设计中可能遭到的各种攻击形式；另一方面设计安全强度可控的简化算法和精巧协议，满足传感器网络的现实需求。
（5）精细控制、深度嵌入的操作系统技术作为深度嵌入的网络系统，WSN网络对操作系统也有特别的要求，既要能够完成基本体系结构支持的各项功能，又不能过于复杂。