ZigBee协议栈的分析及在RWSN中的应用.doc

摘要:ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。基于ZigBee技术的无线传感器网络在ZigBee联盟和IEEE802．15．4组织的推动下，结合其他无线技术可以实现无所不在的网络。这种类型的无线传感网在工业、军事、环境、医疗等领域有着重要的应用价值，在未来其应用将扩展到人类日常生活的所有领域。

本课题首先对ZigBee协议栈的基本框架做了深入的分析，然后了解了协议栈各个模块的功能以及如何通过函数来实现各个模块的功能，最后针对应用需求进行适应性设计并应用于RWSN网络构建。

关键词 无线传感器网络；ZigBee技术；Z-Stack

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究的背景-1

1.2 ZigBee协议国内外研究现状-1

1.3论文的组织结构-2

2 ZigBee协议-3

2.1 IEEE 802.15.4标准概述-3

2.2 ZigBee标准概述-4

2.3 ZigBee网络体系结构-4

2.3.1 设备类型-4

2.3.2 网络拓扑结构-5

2.3.3 两种工作模式-6

2.4 ZigBee协议栈结构-6

2.5 ZigBee应用的基本概念-8

2．6 ZigBee协议栈代码组织结构-9

2.7协议栈工作过程分析-9

2.7.1系统启动过程分析-9

2.7.2 系统初始化过程分析-10

2.7.3 操作系统执行过程分析-12

3应用层和MAC层分析-14

3.1 应用层分析-14

3.1.1 应用对象绑定-14

3.1.2 应用支持子层数据传输机制-15

3.2 MAC层分析-15

3.2.1 CSMA-CA传输机制-16

3.2.2 MAC层数据传输机制-17

3.3 MAC层的帧格式-17

3.4 应用层的帧格式-18

3.4.1应用支持子层的帧格式-18

3.4.2应用框架层的帧格式-18

4网络层分析-19

4．1 ZigBee网络层服务概述-19

4．2 地址-19

4.2.1地址定义-19

4.2.2网络地址分配-20

4.2.3 设备的地址获取-20

4．3网络建立-21

4．4 允许设备接入网络-22

4．5 ZigBee设备接入网络-23

4．6 ZigBee设备离开网络-24

4．7 ZigBee路由-25

4.7.1 ZigBee路由概述-25

4.7.2 ZigBee路由协议思想-25

4.7.3 ZigBee路由算法原理-25

4.7.4 网络层的帧格式-26

4.7.5 路由控制分组-26

4.7.6 路由节点存储的数据-27

4.7.7 路由过程-28

5基于ZigBee协议栈的数据传输的应用-30

5．1 系统框架介绍-30

5.1.1 系统功能描述-30

5.1.2系统流程图-30

5.1.3 Zigbee网络结点开发板选择-31

5.1.4  CC2530芯片简介-31

5．2系统的实现-31

5.2.1 应用层初始化-31

5.2.2 网络形成-32

5.2.3 建立连接-33

5.2.4 数据传输-35

5.3系统测试-35

结论-37

致谢-38

参考文献-39

附录-40