第六章 无线传感网络协议的技术标准

1、 天津中德职业技术学院 教 师 教 案课程无线传感器网络技术与应用班级XXXX 学期XXXXX上课日期XXXXX课时4累积课时44教师金诗博审签课程类型理论+实践（T+L）课程名称(章、节)第6章 无线传感网络协议的技术标准教学目的要 求Ø 掌握无线传感器网络的协议技术标准的意义。Ø 掌握zigbee，蓝牙，wifi等技术标准的概念和特点。Ø 基本不同协议标准的应用场景。教学重点Ø 掌握zigbee，蓝牙，wifi等技术标准的概念和特点，以及应用场景。Ø 掌握zigbee技术的特点和结构形式。教学难点Ø zigbee，蓝牙，wifi等

2、技术标准的概念和特点，以及应用场景。Ø zigbee技术的特点和结构形式。主要教具设 备材 料笔记本和投影仪教 案教学内容（板书）教学步骤、方法时间第六章 无线传感器网络协议的标准1. IEEE 1451系列标准2. 模型3. IEEE802.15.4两个名词：l （personal area network, PAN）个人区域网络l （wireless personal area network, WPAN）无线个人区域网络IEEE 802.15：专门从事WPAN标准化工作，共有4个。目前，IEEE 802.15 WPAN共拥有4个工作组：Ø 蓝牙WPAN工作组 蓝牙是无

3、线个人局域网的先驱。Ø  802.15.4工作组 为了满足低功耗、低成本的无线网络要求特点和定义标准：l 物理层l MAC层的 (1)在不同的载波频率下实现20kb/s、40kb/s和250kb/s三种不同的传输速率； (2)支持星型和点对点两种网络拓扑结构； (3)有16位和64位两种地址格式，其中64位地址是全球唯一的扩展地址； (4)支持冲突避免的载波多路侦听技术(carrier sense multiple access with collision avoidance，CSMA-CA)； (5)支持确认机制，保证传输可靠性IEEE 802.15.4标准规定物理层负

4、责如下任务： 激活和取消无线收发器； 当前信道的能量检测； 发送链路质量指示； CSMA/CA的空闲信道评估； 信道频率的选择； 数据发送与接收。频率特点：Ø 2.4GHz频段的16个信道Ø 915MHz频段的10个信道Ø 868MHz频段的1个信道。4. ZigBee概述ZigBee技术的主要特点包括： (1)数据传输速率低，数据率只有10kb/s250kb/s，专注于低速传输应用。 (2)有效范围小，有效覆盖范围1075m之间。 (3)工作频段灵活，使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，均为无需申请的ISM频段。 (4)省电

5、，由于工作周期很短，收发信息功耗较低，采用了休眠模式。 Zigbee节点类型1. 协调器2. 路由3. 终端n FFD(full-function device)Ø 全功能设备n RFD（reduced-function device）Ø 精简功能设备网络结构：1. 形状2. 树型3. 网状meshZigBee网络系统的软件设计主要过程包括如下： (1) 建立ProfileProfile是关于逻辑器件和它们的接口的定义。 (2) 初始化它包括ZigBee协议栈的初始化和外围设备的初始化。(3) 编写应用层代码案例分析：Ø 基于ZigBee技术的无线定位（井下人员考勤、煤矿的安全监控）Ø 基于ZigBee技术的无线远程抄表系统Ø 基于ZigBee技术的无线点餐系统Ø 基于ZigBee技术的病房呼叫系统Ø 基于ZigBee技术的智能交通控制系统Ø 基于ZigBee技术的灯光控制系统Ø 基于Z