基于ZigBee的無線通信組網設計

王泳鋆　楊志紅

摘要：本文介紹了一種基于ZigBee的無線網絡應用的開發和覆蓋評估，堆棧結構節點。提出了一種適用于家庭服務集成的方法，并將具有自適應加權融合（Awf）處理的感知節點的所有數據傳遞到網關，并通過網關重新執行分組。處理后，上報監控中心，有效優化了無線網絡，提高了數據處理效率的規模。

[關鍵詞]ZigBee無線網絡數據傳遞

ZigBee技術由于其眾多的優點，即未經許可的2.4GHz工業，正在成為中短距離通信的一種重要的無線傳感器網絡解決方案。科學和醫學（ISM）帶，超低功率（電池操作系統的理想），在廉價電池上運行多年，大量的節點/傳感器，在N之間可靠且安全的鏈路網絡節點，易于部署和配置，低成本系統，非常快的過渡時間，數字電池監控設施，和較小的規模（系統的芯片）。

1ZigBee無線通信技術

1.1ZigBee棧

IEEE802.15.4標準是用于輕量級無線網絡的簡單分組數據協議，并且指定媒體訪問控制（MAC）和物理（PHY）網絡層（圖8.1）。ZigBeeTEC技術充分利用IEEE802.15.4標準，并增加了邏輯網絡、安全和應用軟件（ERGEN，2004）。

ZigBee標準的焦點允許監測超過10-100米，每個網絡有多個節點。IEEE802.15.4標準使用兩個phys。在2.4GHzPHY頻段，數據速率為250kbps和在868/915MHz頻段，數據速率為20～40kbps。2.4GHz和868/915MHz頻段的信道分別為16和11。csma-ca和時隙csma-ca用于ieee8的信道接入。

1.2網絡層

拓撲是一種應用程序設計選擇，包括星型和點對點網絡一些應用程序，如PC外圍設備，可能需要星形網絡的低延遲連接，而其他應用程序，如外圍安全，可能需要對等網絡的大面積覆蓋。ZigBee網絡使用三種設備，即（i）網絡協調器，（ii）全功能設備和（ili）精簡功能設備。這三種裝置的工作原理如下：

（1）網絡協調者（協調者）：維護整體網絡知識，是三種類型中最復雜的一種，需要更高的內存和更高的計算能力。

（2）全功能設備（路由器）：支持本標準規定的所有802.15.4功能和功能。它可以充當網絡協調器。額外的內存和計算能力使它成為網絡路由器功能的理想選擇，也可以用于網絡邊緣設備。

（3）功能精簡型設備（終端設備）：功能有限，復雜度低，成本低。它通常出現在網絡邊緣設備中。

2背景介紹與分析

隨著無線傳感器網絡（WSN）的發展，越來越多的用于監測和控制的傳感器和執行器都嵌入了無線通信標準，這些標準可以連接在一起形成一個自主網絡。與此同時，ZigBee技術被認為是近年來通信技術的主要進步之一，因為它為網格網絡、全區域覆蓋以及獨立合作服務和應用的開發提供了基礎，在不同的領域（如區域環境監測）正在進行廣泛的研究。圈養和管理、擴展區域的動物存在和放牧時間監測、藥物管理和保健系統，尤其是家庭網絡應用。

3基于ZigBee無線通信組網設計與無線網絡的構建

一個基于ZigBeeWSN架構適應家庭網絡應用主要包括三個類型的節點：庫節點，ZigBeeZigBee路由器（Zr），和結束節點，分別為，匯節點是基于ZigBee網關是由于一個協調員在ZigBee網絡，它是負責光數據報告a服務到用戶側。

4組網實驗與結果分析

4.1組網實驗

除了無線傳感器網絡在AAL環境下在接收功率分配方面的性能外，非期望干擾的評估也是一個主要問題，特別是在復雜的環境中。許多無線網絡共存的室內環境，以及諸如衍射和快速衰落之類的輻射傳播現象非常強的室內環境。這些現象的影響以及拓撲A對場景中的Nd形態進行分析，可以用先前提出的模擬方法來研究。

4.2系統性能測試

基于zigBee的無線傳感器網絡的部署是多功能的，允許多種拓撲配置。如星、網或樹。然而，由于MOTES的無線固有特性和大小，它們的位置和網絡拓撲本身可以很容易地修改和重新配置。因此在單一的AAL環境中可以發現非常不同的網絡和子網絡，三維射線發射算法是分析這種無線網絡性能的適當工具。仿真提供的主要結果是整個場景的接收功率電平。圖4顯示了接收到的功率分配的示例R分布在一個高度1.5米的平面上，發射Zed放置在機房內。可以觀察到，場景的形貌對結果有很大的影響。在這個前任充足的信息顯示，通過箱室的門的無線電傳播比其他房間要大，因為光線路徑中存在較小的障礙和墻壁。

5結束語

本文在部署無線通信系統的框架下，分析了環境輔助生活的環境感知場景。及其對覆蓋能力關系的影響。提出了一種基于ZigBee的網絡組網應用方案。提供了一種可用于無線通信服務集成的堆棧結構節點。基于該節點，用戶可以快速開發出ZigBee技術的覆蓋監測應用集成。用戶端一服務器端采用線性插值理論來評估ZigBee無線網絡中每個節點的工作狀態。建立了基于ZigBee的無線網絡系統的測試平臺，驗證了該系統的基本功能。示范工程的實驗結果表明，該試驗臺能夠方便地完成無線網絡覆蓋和監測任務，各節點都能直觀地顯示其工作狀態。

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