基于ZIGBEE同步机制下的双节点协同操作设计与实现.doc

摘要:Zigbee网络中的时间同步技术是保证Zigbee网络正常运行的关键技术之一。本论文描述了一种Zigbee节点间的时间同步方法，它主要是用于双节点或多节点间的时间同步操作。本课题实现在Zigbee同步机制下的双节点间的时间同步操作，即在一个时间戳内，双节点进行协同操作保证两节点时钟保持一致。本文描述了节点间实现时间同步机制的原理、算法，并给出系统软硬件模块的设计原理及主要模块的详细实现过程。本文描述的系统使用TI公司CC2530射频芯片及zstack2007pro协议栈为开发平台，使用IAR作为开发工具。

本文主要工作包括以下三个方面：

1. 针对Zigbee的网络工作模式以及Zigbee协议栈做出了简要介绍，在此基础上，对Zigbee网络中时间同步问题进行了分析。

2. 对 Zigbee 节点时钟同步算法工作原理做了详细的研究，对这些算法的优缺点做了简要的分析比较。

3. 针对基于Zigbee节点簇中节点的时间同步问题，设计了一个多节点间的时间同步机制，并在CC2530平台上实现了节点间的时间同步过程。实验结果表明，该时间同步系统能够稳定、可靠地工作，符合设计要求。

关键词 Zigbee；同步机制；时钟同步

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1 概述-1

1.2 课题研究背景及意义-1

1.3 课题研究现状-1

1.4 本文研究的主要内容-2

2 Zigbee无线传感器网络综述-3

2.1 Zigbee的定义-3

2.2 Zigbee的基本概念-3

2.2.1 设备类型-3

2.2.2 拓扑结构-3

2.2.3网络的工作模式-4

2.2.4端点-4

2.2.5节点-4

2.3 Zigbee协议栈-5

2.3.1 Zigbee协议体系结构-5

2.3.2 Z-Stack协议栈工作原理-5

2.4 Zigbee网络的特点及应用-7

2.4.1 Zigbee网络的特点-7

2.4.2 Zigbee网络的应用-7

2.5本章小结-8

3 Zigbee无线传感器网络的时间同步技术-9

3.1时间同步的必要性-9

3.2时间同步受到的主要限制-9

3.3时间同步协议设计的原则-10

3.4时间同步技术-10

3.4.1 RBS同步机制-10

3.4.2 TPSN时间同步机制-10

3.5几种同步机制的分析比较-12

3.6 本章小结-12

4 Zigbee同步机制下双节点同步功能的设计-13

4.1系统设计描述-13

4.2系统设计方案-14

4.3 系统设计-14

4.3.1系统设计的模块-14

4.3.2 系统设计的核心函数-14

4.4协同操作设计-22

5 Zigbee同步机制下双节点同步功能的实现-24

5.1系统硬件平台-24

5.2系统编译与下载-28

5.3系统实现-29

5.3.1系统设计实现的功能-29

5.3.2系统设计实现说明-29

5.4系统测试-30

5.4.1 测试准备-30

5.4.2 系统设计的实现与测试-31

5.4.3 设计实现结果分析-33

结论-34

致谢-35

参考文献-36

附录-37