基于ZigBee协议栈的无线传感器网络的设计

2012-07-13徐振峰尹晶晶陈小林

电子设计工程 2012年5期

关键词：信息

徐振峰，尹晶晶，陈小林，周全

（安徽国防科技职业学院机电工程系，安徽六安 237011）

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由部署在监测区域内大量廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成多跳、自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者[1]。

目前能够用于短距离无线传感网络的通信技术主要有5种[2]：Wi-Fi技术、超宽带通信（Ultra Wideband， UWB）技术、近场通信（Near Field Communication，NFC）技术、蓝牙以及ZigBee技术。其中，ZigBee[3]是基于IEEE802.15.4的一种新兴短距离无线通信技术，其特点是低功耗、低速率、低复杂度、低成本等。这些特点决定了ZigBee技术非常适合应用于无线传感网络中，因此ZigBee技术被认为是最有可能应用于工业监控、传感器网络、家庭监控、安全监控等领域的无线技术。在ZigBee协议的制定中，IEEE802.15.4无线标准定义了物理层（Physical Layer， PHY）和介质访问控制层（Medium Access Control Sub-Layer，MAC），而ZigBee协议栈的网络层和应用层是由ZigBee联盟制定的。

支持ZigBee协议的无线通信芯片主要有TI公司推出的CC2420、CC2430、CC2530以及 Freescale半导体公司推出的MC13191、MC13192及MC13193等芯片。CC2430是世界上首个单芯片ZigBee解决方案，除了保持CC2420所包括的优良射频性能之外，其内部还集成了一个增强型8051内核，这使得CC2430成为市面上最具有竞争力的ZigBee无线收发芯片。

文中设计了基于ZigBee协议栈的无线传感网络，该系统包括一个协调器和四个终端传感节点。以采集温度信息为例，实现了无线通信功能。协调器节点通过RS232串口，将收到的数据发送给PC机进行处理及显示。