基于Contiki的ZigBee开源采集节点的设计

发布时间：2017-11-03 16:12

  本文关键词：基于Contiki的ZigBee开源采集节点的设计

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【摘要】：ZigBee无线传感器网络因其低成本、低功耗、短距离、低速率的特性被广泛应用于军事、智能交通、环境监控、医疗卫生等多个领域。TI、EMBER和FREESCAL等ZigBee主流芯片厂商以库的形式推出不开源的ZigBe协议栈,并在MAC层添加私有协议绑定各自生产的芯片,导致ZigBee协议栈开发难度增大,以及基于不同厂家的芯片设计的ZigBee节点间互不兼容,无法正常通信。本文研究了ZigBee协议标准,分析了ZigBee协议栈的国内外发展状况和结构特点,针对ZigBee协议栈不开源的问题,实现了开源的ZigBee协议栈的建立,并在此开源协议栈的基础上为解决节点不兼容问题,设计了基于嵌入式控制的ZigBee开源采集节点。采集节点以STM32为控制核心,基于开源ZigBee协议栈,完成了采集节点的电路设计,包括RTC的设计、JTAG仿真接口电路设计、CC2530 RF芯片通信电路和接口电路设计、传感器I/O接口电路设计。将Contiki系统移植到STM32和CC2530平台上,采用分层思想,在基于CC2530平台的Contiki系统上建立一套开源ZigBee协议栈,实现了ZigBee无线传感器网络的数据传送。通过STM32控制中心控制RF射频芯片CC2530进行数据的接受和发送,实现了基于开源ZigBee协议栈的采集节点。ZigBee开源采集节点实现了协议栈的开源和不同芯片节点的兼容,对ZigBee开源采集节点的测试表明节点硬件电路性能稳定可以正常工作,节点可以实现近距离的通信,在功率为1dB的情况下最大通信距离达到12m;节点丢包率极低,最大丢包率不超过2.7%,通过开源ZigBee网络可以实现采集节点间的正常通信。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92;TP212.9

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本文编号：1136920