基于ZigBee的无线语音传输系统的设计
基于ZigBee的无线控制系统软硬件设计综述
基于ZigBee的无线网络控制系统软硬件设计摘要ZigBee技术因其网络投资少，安全级高，功耗低，组网方便等原因已被广泛用于传感器和自动控制领域。
此次课设从控制系统硬件入手，分别对无线模块、控制模块和电源模块进行了设计，开发出了可用PC操作的无线控制系统。
工作首先从无线控制模块的硬件入手，分别对无线模块、电源模块、传感器模块等进行了硬件设计。
无线收发部分基于ZigBee技术并选用了TI的CC2530芯片，综合考虑高频电路的设计原则及低成本原则，采用双层板设计，开发了符合该项目应用的无线模块，具有很强的抗干扰性能。
电源模块以电池和USB供电相结合，以转换高效性为原则进行了电源转换电路设计，以单输入，双电压输出的形式分别为无线模块与传感器模块提供稳压电源。
在实验室条件下，分别针对温度传感器、继电器进行了信号处理电路的设计。
在选型上综合考虑了功耗、成本、检测精度、控制可靠性等各方面因素。
硬件设计完成后，针对不同节点类型进行了协议栈应用程序开发，分别实现了点对点通信、星形传感器网络拓扑及网络拓扑形式；针对不同模块进行了信号采集程序设计。
通过对无线通信模块、电源模块、传感器模块以及相应节点程序的有序结合，完成了包括软硬件在内的整个节点的设计。
并以应用实例验证了程序的可靠性以及各传感器节点硬件电路设计的稳定可靠性。
另外，也分别对点对点通信及网状网络拓扑形式进行了硬件完成后对ZigBee协议栈进行了开发。
最后用VS2013进行了PC端控制软件的开发，设计出了简单的控制界面，软件通过串口与协调器进行通信，从而控制无线节点进行工作。
关键词：无线网、ZigBee、协调器、终端节点、客户端程序目录基于ZigBee的无线网络控制系统软硬件设计 (1)一、技术现状及课设主要工作 (3)1.1技术现状 (3)1.2课设主要工作 (3)二、方案研究及其关键技术 (3)2.1各种相关方案的比较 (3)2.1.1蓝牙技术 (3)2.1.2无线保真技术 (4)2.1.3超宽带技术 (4)2.1.4ZigBee技术 (5)2.2方案的选定及其关键技术 (7)2.3课设中涉及的关键技术 (7)三、ZigBee各节点的硬件平台设计 (8)3.1无线通信芯片参数 (8)3.2 系统设计及其框图 (12)3.3各节点硬件平台设计 (12)3.3.1电源模块设计 (13)3.3.2继电器模块设计 (14)3.3.3CC2530模块设计 (14)四、ZigBee各节点软件开发 (16)4.1开环境简介 (16)4.2 ZigBee2007协议简介 (17)4.3控制节点程序的开发 (19)4.3.1网络拓扑结构 (19)4.3.2网络拓扑及其系统开发 (19)五、上位机软件的开发 (21)5.1开发工具简介 (21)5.2控制软件简介 (21)六、系统的测试 (24)总结 (27)参考文献 (28)附录 (29)致谢 (30)一、技术现状及课设主要工作1.1技术现状现有控制系统大多采用有线网络系统，有线网络系统不仅施工困难、成本高、而且灵活性差、浪费现象严重。
基于ZigBee和语音识别技术的智能家居控制系统的研究
参考内容二
基本内容
基本内容
随着科技的迅速发展和人们生活水平的提高，智能家居控制系统逐渐成为研 究的热点。智能家居控制系统能够让人们更加方便地管理家庭设备和电器，从而 提高生活质量。本次演示旨在探讨基于语音识别技术的智能家居控制系统的设计， 以满足人们对智能家居的需求。
基本内容
目前，智能家居控制系统的研究已经取得了一定的进展。在现有的技术手段 方面，主要包括网络通信、传感器和语音识别等技术。应用场景也日益丰富，包 括智能照明、智能安防、智能家电、智能环境监测等。然而，现有的智能家居控 制系统仍存在一些不足，如操作繁琐、不够智能化和缺乏统一的标准等。
基本内容
具体实现方法如下：首先，语音识别模块通过麦克风采集用户的语音信息， 然后利用深度学习算法进行语音特征提取和识别。指令解析模块根据语音识别结 果解析出用户的指令意图，并将其传递给设备控制模块。设备控制模块根据指令 意图来控制相应的电器设备，如开关、照明、空调等。同时，我们还设计了一套 反馈机制，用于实时监测系统的运行状态，并为用户提供相应的反馈信息。
基本内容
通过测试，基于ZigBee和语音识别技术的智能家居控制系统可以实现各种家 居设备的智能化控制，包括灯光、空调、电视等设备的远程控制，以及窗帘、电 器等设备的定时控制。用户可以通过语音指令或手机等终端设备对家居设备进行 控制，并实时监测家庭环境的各项参数，如温度、湿度、CO2浓度等。
基本内容
3、兼容性强：系统采用标准的通信协议和接口，能够兼容不同品牌 和类型的电器设备。
2、设备兼容性：由于不同品牌和类型的电器设备可能存在差异，因此需要开 发更为完善的兼容性解决方案，以满足各种设备的控制需求。
3、兼容性强：系统采用标准的通信协议和接口，能够兼容不同品牌 和类型的电器设备。
基于ZigBee的矿井无线语音通信系统探讨
基于ZigBee的矿井无线语音通信系统探讨徐肖肖;瞿光祥;黄艳秋;才媛【期刊名称】《工矿自动化》【年(卷),期】2013(039)001【摘要】For problem that existing voice communication systems usually use wired communication mode, which cannot guarantee reliability of communication when an accident happens, a kind of wireless voice communication system based on ZigBee technology was proposed. The hardware and software design schemes of wireless voice communication node were described in detail. Reception rate and RSSI were tested under laboratory environment when terminal nodes were in different distances. The test result showed when communication distance between nodes is more than 60 m, packet loss rate is increasing, while RSSI decreases with increasing of distance between nodes. Thus distance between base stations is decided as 60 m, and coverage radius of the base station is as 60 m.%针对现有煤矿语音通信系统常采用有线方式而导致发生事故时无法保证通信可靠性的问题,提出一种基于ZigBee技术的无线语音通信系统设计方案,重点介绍了该系统无线语音通信节点的软、硬件设计方案.在实验室环境下测试了不同距离下语音通信节点的收包率与信号强度,结果表明,当节点距离通信距离＞60 m时,丢包率逐渐变大,且信号强度随节点距离的增大而减小,由此确定基站间距为60 m,基站覆盖半径为60 m.【总页数】4页(P99-102)【作者】徐肖肖;瞿光祥;黄艳秋;才媛【作者单位】中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州 221008;中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州 221008;中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州 221008;中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TD655【相关文献】1.基于VoIP技术的煤矿井下无线语音通信系统 [J], 王丹阳2.基于ZigBee技术的无线语音通信系统设计与实现 [J], 王芳3.基于ZigBee技术的煤矿井下无线语音通信系统研究 [J], 王大虎;张且且;孙一帆;史艳楠;陈文博4.基于ZigBee技术的无线语音通信系统设计与实现 [J], 王芳5.基于VoIP技术的煤矿井下无线语音通信系统 [J], 王丹阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ZigBee的无线数据传输系统
基于ZigBee的无线数据传输系统高佳隽;仇国富【摘要】针对短距离、低功耗、低成本的无线数据传输要求，提出了一种基于ZigBee技术的无线网络设计方案，系统主要包括ZigBee协调器和节点，以MSP430F149单片机为核心和CC2420为无线传输终端架构，构成所需的硬件平台。
采用部分网状拓扑结构，可以实现多点多跳对等通信，快速组网自动配置。
实验证明，数据传输可靠，性能稳定。
%Because the short-range,low power consumption and low cost exist in the wireless data transmission system,this paper proposes a wireless network design based on the ZigBee technology. The system consists of the coordinators and nodes,in which MSP430F149 and CC2420 are used as the wireless transmission terminal to build the desired hardware platform and the Partial Mesh topology is used to realize multi-spots to multi-spots correspondences and the fast network automatic configuration. Experiments show that it has good reliability and stable performance.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P130-132)【关键词】短距离;低功耗;无线传输技术;无线数据传输网络【作者】高佳隽;仇国富【作者单位】南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TN9260 引言相比较其他的一些短距离无线传输技术，ZigBee技术具有低功耗、低成本、低速率、短延时、免执照频段等特点，能够应用于数据量传输较小的工业控制领域。
一种无线传感网络的语音会议系统设计
一种无线传感网络的语音会议系统设计
黄辛超
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2014(14)2
【摘要】设计了一种基于ZigBee传输的无线传感网络结构的语音会议系统.每个话筒作为无线传感网络的一个节点,所有话筒组成一个无线传感网络.话筒的声音数据通过ZigBee传输上传到汇聚节点,汇聚节点再转发到扩声系统.此设计有效地解决传送距离过远和部分死角位置无法传送的问题.
【总页数】4页(P61-64)
【作者】黄辛超
【作者单位】上海海关学院科技处,上海201204
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
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3.一种用于无线传感网络的故障预警系统设计 [J], 池明文;孟庆娟;马占飞
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5.语音识别和无线传感网络下的智能家居系统设计 [J], 卓炜
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基于Zigbee的分布式家庭语音控制系统的设计
中图分类号：TN929
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2019）02-0016-04
Design of distributed home voice control system based on Zigbee
ZHANG Ling⁃jian1，HAO Wan⁃jun1，CHEN Jia⁃hua2，CHEN Zhen⁃ping1，SUN Hao⁃bo1 （1.School of Electronic and Information Engineering，Suzhou University of Science and Technology， Suzhou 215009，China；2.School of Civil Engineering，Suzhou University of Science and Technology，
随着物联网与通信技术的发展，人们对于家居 时采集室内环境参数，采用 LD3320 芯片对终端设备
智能化要求也越来越高。近年来，在环境监测、医疗 进行本地离线语音控制，结合 Andriod 手机平台，通
监护、智能家居等领域，Zigbee 无线传输技术以其近 过移动端语音远程监控室内状况，拓展了控制范围，
基金项目：国家自然科学基金（51404008）；江苏省大学生创新创业计划项目（201713985002Y）
作者简介：张灵健（1997—），男，江苏启东人。研究方向：无线传感器网络技术。 - 16 -
张灵健，等 基于 Zigbee 的分布式家庭语音控制系统的设计
图 1 分布式家庭语音控制系统结构图 语音控制器与 Android 移动端语音控制软件两部分 构成，移动端通过语音录入，获取语音信号并将其保 存为 txt 文本形式与匹配模板进行语音识别，识别时 采用动态时间规整算法（DTW）进行分析比对得到语 音控制命令，系统返回是否成功识别结果，并将指令 发送到如视频监控采集等一系列相应功能模块上， 实 时 显 示 室 内 状 态 变 化 ，并 可 对 终 端 设 备 进 行 语 音 控制。而本地语音控制器获取语音信息指令对其分 析识别后与 ZigBee 通信来控制终端。
基于ZigBee技术的无线监测与控制系统设计
基于ZigBee技术的无线监测与控制系统设计无线监测与控制系统是当前智能化建筑、智能家居和工业自动化等领域中应用广泛的一项技术。
ZigBee作为一种低功耗、低成本、短距离无线通信技术，已经成为了无线监测与控制系统中的重要组成部分。
本文将详细介绍基于ZigBee技术的无线监测与控制系统的设计。
1. 系统结构基于ZigBee技术的无线监测与控制系统主要由传感器节点、无线通信网络和控制中心三部分组成。
传感器节点：传感器节点负责采集环境参数或设备状态等信息，并将其转化为数字信号进行处理和传输。
传感器节点通常包括多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，以实现对环境参数的监测。
传感器节点还可以接收来自控制中心的指令，控制与之关联的设备。
无线通信网络：无线通信网络采用ZigBee无线通信技术，将传感器节点与控制中心连接起来，实现远程数据传输和控制。
ZigBee技术具有低功耗、低成本、自组织网络等特点，适用于需要长时间运行、节点数量众多的监测与控制系统。
控制中心：控制中心是系统的核心部分，负责数据处理、决策和控制指令下发。
控制中心可以根据传感器节点采集到的数据进行分析和决策，然后下发相应的控制指令给传感器节点，以控制与之关联的设备。
2. 系统设计基于ZigBee技术的无线监测与控制系统的设计可以分为硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计：硬件设计主要包括传感器节点的硬件设计和控制中心的硬件设计。
传感器节点的硬件设计需要选择合适的传感器，并将其与微处理器、存储器、通信模块等组合成一个完整的传感器节点。
传感器节点需要满足低功耗、尺寸小、价格低等要求。
控制中心的硬件设计需要选择合适的微处理器、存储器、通信模块等，并根据实际需求设计相应的接口电路，以实现与传感器节点的连接和数据处理。
软件设计：软件设计包括传感器节点的嵌入式软件设计和控制中心的应用软件设计。
传感器节点的嵌入式软件设计主要包括传感器数据采集、数据处理、通信协议实现等。
基于ZigBee的无线通信组网设计
基于ZigBee的无线通信组网设计一、引言随着无线通信技术的飞速发展，基于ZigBee的无线通信组网技术正逐渐成为物联网和智能家居等领域的主流技术之一。
ZigBee技术具有低功耗、低成本、自组织网络等特点，适用于各种环境下的无线通信场景。
本文将着重介绍基于ZigBee的无线通信组网设计，包括ZigBee技术的优势、组网原理、网络拓扑结构和网络层次设计等内容，旨在帮助读者更好地理解和应用ZigBee技术。
二、ZigBee技术的优势1. 低功耗：ZigBee技术采用低功耗的设计，可实现长时间的无线通信，适用于电池供电设备和需要长时间运行的场景。
2. 低成本：ZigBee技术的硬件成本低廉，同时其标准化的设计和生态系统，降低了开发和维护成本，适合小范围和大规模的部署。
3. 自组织网络：ZigBee网络具有自组织、自修复的特点，可以实现相对稳定的通信环境和优良的网络覆盖范围。
4. 低数据传输速率：ZigBee技术适合传输低速数据，可以满足物联网和智能家居等领域对数据传输的需求。
5. 安全性和稳定性：ZigBee技术支持AES 128位加密算法，能够保障数据的安全传输；同时其频率稳定性高，受干扰能力强，保障了通信的稳定性。
三、ZigBee组网原理ZigBee组网使用的是无主从多路访问（CSMA/CA）协议，采用层级式的网络结构，实现了设备之间的自组织和自修复。
ZigBee网络中包含三种设备类型：协调器（Coordinator）、路由器（Router）和端设备（End Device），它们分别具有不同的功能和位置。
1. 协调器（Coordinator）：是ZigBee网络的核心，负责协调整个网络的组网和安全管理等工作，每个ZigBee网络中只能有一个协调器。
2. 路由器（Router）：负责数据的中继和转发，增强了网络的覆盖范围和稳定性，可以支持更多的端设备连接。
3. 端设备（End Device）：是网络中的最终节点，可以连接到路由器或者协调器，负责数据的采集和传输等工作。
《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》范文
《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展，无线数据采集系统在各个领域的应用越来越广泛。
ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信技术，在无线数据采集系统中得到了广泛应用。
本文旨在研究并设计一个基于ZigBee技术的无线数据采集系统，以满足实际需求并提高系统的性能和可靠性。
二、系统需求分析在系统设计之前，我们需要对无线数据采集系统的需求进行详细的分析。
首先，系统需要具备较高的数据传输速率和较低的传输延迟，以满足实时性要求。
其次，系统应具备较好的稳定性和可靠性，以确保数据的准确性和可靠性。
此外，考虑到成本和功耗问题，系统应采用低功耗、低成本的硬件设备。
最后，系统应具备可扩展性和灵活性，以适应不同场景的需求。
三、系统设计1. 硬件设计硬件设计是无线数据采集系统的基础。
本系统采用ZigBee模块作为无线通信模块，配合传感器、微控制器等设备构成节点。
其中，ZigBee模块负责数据的无线传输，传感器负责数据的采集，微控制器负责数据的处理和控制。
此外，为了降低功耗，系统采用低功耗设计，如使用低功耗芯片、优化电路设计等。
2. 软件设计软件设计是无线数据采集系统的核心。
本系统采用Z-Stack 协议栈作为软件架构，实现数据的采集、传输、处理和控制等功能。
在数据采集方面，通过传感器接口读取传感器数据；在数据传输方面，采用ZigBee无线通信技术实现节点间的数据传输；在数据处理方面，通过微控制器对数据进行处理和分析；在控制方面，通过ZigBee模块实现远程控制功能。
3. 系统架构本系统采用分布式架构，由多个节点组成。
每个节点都具备数据采集、传输和处理功能，并通过ZigBee模块组成一个无线网络。
节点之间可以相互通信，实现数据的共享和协同处理。
同时，系统还具备中心控制功能，通过上位机软件实现对节点的远程控制和监控。
四、系统实现在系统实现过程中，我们需要完成硬件制作、软件编写、系统调试等工作。
基于zigbeeCC2530的数据采集与传输系统的设计说明
摘要随着网络的飞速发展，人们呼吁快速便捷的网络的呼声也越来越来强烈，无线网络必定是未来世界的网络主要发展方向。
而3G时代无线应用的日渐丰富，以及无线终端设备的层出不穷，对于无线网络，尤其是基于802.11技术标准的Wi-Fi无线网络，802.11n产品技术应用逐渐成为市场主流应用。
ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。
它是一种介于无限标记技术和蓝牙之间的技术提案，主要用于近距离无线连接。
自己在学校学习期间熟悉了通信原理，简单的单片机知识，c语言编程等等。
这些都能在这次的srtp里面得到体现。
我们本次srtp重点研究了zigbee无线组网，结合TI z-stack无线传感协议，在cc2530芯片的基础上实现温湿度光敏等数据的无线监测，通过此次设计过程来验证zigbee无线网络的便捷性。
关键词无线网络 zigbee 数据监测第一章绪论1 课题背景机车在做牵引试验时，需对机车上的试验数据进行采集与传输系统，目前还是通过有线方式实现数据的采集与传输，由于线缆本身十分笨重，占用空间多，这就使得每次牵引试验时，不但接线非常繁琐，而且费时费力。
又由于受到振动，连接电缆易损坏或者断线，大大影响了数据采集的可靠性。
针对目前牵引试验数据采集与传输系统存在的不足，拟采用无线传感器网络来实现牵引试验数据的采集与传输。
该系统采用无线传感器网络节点构成测量系统。
由于该系统取消了常规的测量接线，采用无线传输采用由无线传感器节点构成的无线传感器网络，来实现机车牵引试验时，试验数据的采集与传输。
所以采用ZigBee无线通信技术实现数据的无线传输。
采用软测量方法实现试验数据的检测。
测量数据，大大减少了试验所需的连线。
提高了试验效率和试验的灵活性。
本文通过对ZigBee无线网络的讨论，重点研究了无线传感器网络节点设备。
无线技术在传感监测领域有自己独特的优势，传统的有线通信方式因为其成本高、布线复杂，已经不能完全满足人们的应用需求了。
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基于ZigBee的无线语音传输系统的设计摘要：ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术。
其主要特性包括：具有多跳传送（multi-hop relay）机制、网络扩展性能好、布设容易以及具有自组织与自修复能力。
在无线传感网络的应用中，声音也是一种传感量，传输采样的声音数据正是声音传感应用的基本要求，所以本论文针对IEEE802.15.4/ZigBee的应用环境，提出实现语音通信的研究课题。
本课题设计了基于CC2430芯片的Zigbee硬件模块，经过了解，在空旷环境下的视距传输距离大约30米；在此基础上设计了基于IEEE802.15.4的语音通信系统方案，开发了硬件试验平台，用以研究短距离的无线语音通信技术。
语音通信方案充分利用CC2430 SoC的性能特点，使用芯片内部的ADC和APR9600完成语音采样及回放，无需外部的语音编解码器件且使用的外围器件很少。
系统可以很好地实现实时语音无线传输，发射功率小于0 dBm，语音延时小于25ms，传输距离达到15米，音质MOS 测试分达到3分以上。
该方案硬件简单，成本低廉，功耗很低，可应用于矿井井下生产、无线传感器网络、消防、安全监控领域，拓展了IEEE802.15.4应用范围。
关键词：IEEE802.15.4；ZigBee；CC2430；APR9600；无线语音通信Based on ZigBee wireless voice transmission systemdesignAbstract：ZigBee technology is a kind of short, low complexity, low power consumption, low rate, low cost wireless network technology. Its main features include: with multiple hops transmission (multi - hop relay) mechanism, extend the network performance is good, layout easily and has since organization and the self-repairing ability. In wireless sensor network applications, the audio is also a kind of sensor volume, transmission sampling voice data is the basic requirement of voice sensing, so this paper the application ofIEEE802.15.4 / ZigBee proposed realize voice communication environment, the research subject.This topic was designed based on the CC2430 chip Zigbee hardware modules, after understanding in open environment, the transmission distance stadia about 30 meters; On the basis of IEEE802.15.4 designed on the basis of voice communication system solutions, developed hardware test platform to study the sprint wireless voice communications technology. V oice communications plan make full use of CC2430 SoC performance characteristics, use chip APR9600 completed internal ADC and speech sampling and playback, without external voice codec pieces and use of peripheral devices seldom. System can well realize real-time speech wireless transmission, transmission power, less than 0 dBm 25ms speech delay, the transmission distance to less than 15 meters, timbre MOS test points to three points. The scheme hardware simple and low cost, low power consumption, and can be used to mine production, wireless sensor network, fire control, safety monitoring field, expand the scope of IEEE802.15.4 application.Keywords:IEEE802.15.4，ZigBee, CC2430, APR9600, wireless voice communication目录第一章绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 国内外的研究现状 (2)1.2.1 无线传感网络国内外应用现状 (2)1.2 .2 Zigbee技术国内外发展现状 (3)1.3 生产需求状况 (3)1.4 研究目的和意义 (4)1.5 本论文的研究内容 (4)第二章Zigbee协议栈结构和原理 (6)2.1 Zigbee协议栈概述 (6)2.2 ZigBee网络体系 (7)2.2.1 两种功能类型设备 (7)2.2.2 三种节点类型 (8)2.2.3 三种网络拓扑结构 (8)2.2.4 两种工作模式 (9)2.3 IEEE 802.15.4通信层 (9)2.3.1 载波信道和频率的描述 (10)2.3.2 物理层(PHY)数据包的格式 (10)2.4 介质接入控制子层MAC (11)2.4.1 MPDU 数据单元的处理 (11)2.4.2 MAC层数据的传输 (12)2.5 Zigbee网络层 (15)2.5.2 组网管理 (17)2.5.3 Zigbee路由算法 (18)第三章CC2430模块的硬件设计 (24)3.1 Zigbee芯片的描述 (24)3.2 CC2430 无线单片机介绍 (25)3.2.1 CC2430芯片的主要特点 (25)3.2.2 CC2430芯片的引脚功能 (28)3.2.3 CC2430 芯片的典型电路应用 (29)3.3 CC2430模块硬件设计与实现 (30)3.3.1 CC2430 模块的电路图 (30)3.3.2 硬件方面的设计 (30)3.4 软件设计 (34)3.4.1 IAR开发环境简介 (34)3.4.2 ADC参数配置 (35)3.4.3 使用TI-MAC协议栈进行语音传输 (36)总结 (39)致谢 (40)主要参考文献 (41)第一章绪论1.1 选题的背景Zigbee是一种短距离、低速率无线网络通信技术，其开发是为了建立一种低成本、低功耗的小区域的无线通信方式，在此基础上通过软件协议栈发展出易布建的大容量、不依赖现有通信网络和现有电力网络的无线网络。
Zigbee在工业控制、家庭智能化、无线传感器网络等领域有广泛的应用前景。
数据传输速率低。
只有10kb／s～250kb/s，专注于低传输应用。
在休眠状态下耗电量仅仅只有1μW，通信距离短的情况下工作状态的耗电为30mW，在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上。
WSN的节点对功耗的需求极其苛刻，传感器节点需要在危险（比如战场、核辐射）的区域持续工作数年而不更换供电单元。
因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本，这也正是蓝牙系统所不具备的。
无线传感器网络中可以具有成千上万的节点，如果不能严格地控制节点的成本，那么网络的规模必将受到严重的制约，从而将严重地制约WSN的强大功能。
每个ZigBee网络最多可支持65000个节点。
由于WSN的能力很大程度上取决于节点的多少，也就是说可容纳的传感器节点越多，WSN的功能越强大。
所以ZigBee的网络容量大的特点非常符合WSN的需要。
有效覆盖范围在10～75m之间，但是可以扩展到数百米，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。
降低WSN节点的能量消耗和平衡所有节点的能量，有必要缩小节点RF模块的覆盖范围。
使用的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz （美国），均为免执照频段，具有16个扩频通信信道。
相应的，WSN采取2.4GHZ工作频段的特性将会更有利于WSN的发展。
ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，硬件本身支持CRC和AES－128。
这一安全特性能很好地适应军事需要的无线传感器网络。
总结Zigbee有以下优点：低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。
据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。
成本低: ZigBee模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能降到1.5—2.5美元, 并且ZigBee协议是免专利费的。
低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。
时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。
因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。
网络容量大: 一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备, 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。
可靠: 采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。
MAC层采用了完全确认的数据传输模式, 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。
如果传输过程中出现问题可以进行重发。
安全: ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证, 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。