基于Zigbee技术的无线传感器网络系统研究开题报告

毕业设计（论文）选题申请表基本状况学生姓名学号200812110130专业计算机科学与技术年级2008题目基于Zigbee技术的无线传感器网络系统探讨选题来源指导老师举荐eq\o\ac(□,√)学生自拟□其它□选择本题目缘由本课题属于嵌入式设计与开发类题目，符合自己的爱好。课题主要要求设计并运用Zigbee技术完成日常生活中运用无线传输的设备。Zigbee作为新型的通信技术，其本身具有的特性使得Zigbee技术必将在到来的物联网时代有很大的作为。所以在这个时候探讨Zigbee技术是很有必要的，由于水平有限，本课题的任务主要是在充分了解Zigbee协议栈各层功能的基础上，运用cc2430芯片，完成日常生活中的无线运用场所运用Zigbee的设计，供应一套开发流程，能够更快更平安的将Zigbee技术真正应用到实际的生活中去。程序开发上主要是c语言，运用Ti公司开发的Zigbee2006协议栈开发应用层程序。硬件方面运用Ti公司的cc2430芯片，搭配下载调试器等。指导老师看法指导老师签字:年月日院部意见院长签字：年月日毕业设计（论文）任务书题目基于Zigbee技术的无线传感器网络系统探讨要求 1.驾驭Zigbee2006协议栈，设计一个Zigbee模拟运用装置；2.实现Zigbee的主要功能，模块运用便利，好用性强；3.本装置硬件部分采纳Ti公司cc2430芯片，软件平台选用IAR集成开发环境技术进行设计；4.论文字数5000字以上；5.论文由电子文本和打印件构成,统一用A4纸打印；6.完整的论文构成要件:封面、摘要页、书目、正文、致谢、参考文献（20篇以上，包含英文文献）内容与技术参数1.本毕业设计通过阅读Zigbee2006协议栈，选择适当的硬件模块与软件平台实现一套运用Zigbee的模拟装置；2.要求论文条理清晰，内容规范，设计合理，依据枣庄学院本科生毕业论文模板要求的规范仔细撰写；3.毕业设计要有自己的思想，不得抄袭他人的成果，要有创新点，有好用的价值；4.资料要求详实，有相应的参考文献，假如有引用别人的地方，要注明。工作支配2011年11月1日-202011年12月202012年2月202012年4月1日-2012年5月1日-下达日期：2011年11月15日完成日期：2012年5月20日学生：（签名）年月日指导老师：（签名）年月日院长：（签名）年月日

信息科学与工程学院毕业设计（论文）开题报告题目：基于Zigbee技术的无线传感器网络系统探讨姓名：学号：200812110130年级：2008专业：计算机科学与技术指导老师：单承刚职称：讲师枣庄学院信息科学与工程学院制2011年12月

说明一、开题报告前的打算毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求导师看法，探讨题意与整个毕业设计（论文）（或设计）的工作支配，然后依据课题要求查阅、收集有关资料并编写探讨提纲，主要由以下几个部分构成：1．探讨（或设计）的目的与意义。应说明此项探讨（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏探讨，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。2．国内外同类探讨（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题探讨（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所担当的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。引用内容要有标注。3．课题探讨（或设计）的内容。要详细写出将在哪些方面开展探讨，要重点突出。探讨的主要内容应是物所能与、力所能与、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。4．探讨（或设计）方法。科学的探讨方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量探讨成果或高水平设计成就的关键。因此，在起先实践前，学生必需熟识探讨（或设计）方法，以避开蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）或完不成设计任务。5．实施支配。要在探讨提纲中按探讨（或设计）内容落实详细时间与地点，有支配地进行工作。二、开题报告1．开题报告可在导师所在教研室或系内实行，须适当请有关不少于3位老师参与，导师与全部同导师的同学必需参与。2．本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、导师、所在系（要原件）各一份。三、留意事项1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经起先，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思索，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的编写中指导老师只可提示，不行包办代替。2．无开题报告者不准申请答辩。选题依据（拟开展探讨项目的探讨目的、意义）1.背景：过去若干年以来，通信技术快速发展，短距离无线通信技术已经成为通信技术中的一大热点。各种网络终端的出现、工业限制的自动化和家庭的智能化等迫切须要一种具备低成本、低距离、低功耗和组网实力强等优点的无线互连标准。随着各种便携式个人通信设备与家用电器设备的增加，人们享受蜂窝移动通信系统带来的便利的同时，对短距离的无线与移动通信又提出了新的需求，使得短距离无线通信异军突起，包括无线局域网(WLAN)、蓝牙(BlueTooth)技术、无线保真(WiFi)、超宽带(UwB)以与Zigbee技术等各种热点技术相继出现，均呈现出各自巨大的应用潜力。其中，低速率、低功耗、低成本的Zigbee技术作为无线传感器网络的主要支撑技术获得广泛的关注。Zigbee作为一种新兴的短距离无线通信技术，正有力地推动着低速率无线个人区域网络LR.WPAN(Low-RateWirelessPersonalAreaNetwork)的发展，可以广泛应用于工业限制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子和远程限制等领域，将拥有广袤的应用前景。预料随着Zigbee技术以与相关技术的发展，低速率应用将日益广泛，在我们的生活中扮演越来越重要的角色。Zigbee的提出弥补了短距离无线通信技术应用探讨的空白，现在该技术已经成为探讨的新热点，在不久的将来，基于Zigbee技术的产品将会形成一个新的浪潮，势不行挡地席卷全球，而它的发展前景将同计算机、互联网一样融入人们生活的每一个角落，给人们的生活带来便利和快捷。探讨Zigbee组网技术，可为下一步应用打下良好理论基础，便利进行系统设计。本文将结合当今的发展趋势和Zigbee的技术特点，利用Zigbee技术实现无线传感器网络模拟装置。2.目的：主要对Zigbee的自组网功能进行分析探讨，且设计出一套模拟装置。本模拟装置从实际动身，选择Ti公司的cc2430芯片，利用IAREmbeddedWorkbench开发工具对一个完整的Zigbee网络的组网过程进行试验，然后在无线传感网Zigbee套件上实现了一个网状拓扑结构的通信试验。此模拟装置充分的展示了Zigbee的功能特性，使开发者能快速的驾驭Zigbee的技术要领，给须要运用Zigbee的项目供应借鉴。同时具有移植便利，略微加以修改即可应用在实际的项目中。3、意义：随着社会的发展，人们对通信技术的要求日益提高，无线通信技术在其中扮演着越来越重要的角色。Zigbee网络主要应用于工业限制、汽车限制。农业限制、医学领域、家庭智能限制、消费类电子设备的遥控装置以与PC外设的无线连接等领域。Zigbee网络具有低成本、低功耗、低速率、近距离、短时延、高容量、高平安与免执照频段等特点。在短距离、低功耗且传输速率要求不高的各种电子设备之间，完成周期性数据、间歇性数据和低反映时间数据的传输，比较适合采纳Zigbee网络来实现。Zigbee作为一种如此有生命力的短距离通信技术，依据Zigbee联盟所定义的标准，假如能够实现协议库的封装与模块化，使得协议在不同的硬件平台间，不同的应用系统间的能够便捷移植，尤其是能实现基于ARM微限制器的Zigbee组网技术，是一件特别有意义的事情，这将给我们解决Zigbee实际反应中的问题带来更大的自由度和选择性。目前大多数用户只能借鉴于Zigbee厂商供应的开发平台进行应用层程序的开发，但是运用厂商供应的开发平台和开发工具，用户再选芯片型等方面会受到很大限制，极大的束缚了Zigbee产业的发展。所以搭建一个可以很快就应用于商业用途的Zigbee运用模型就显得特别重要，本课题正是在此思想上设计了一套特别好用的模拟装置，实现了Zigbee的重要的功能特性。无论从Zigbee的理论上，还是从实际的应用中都很有价值。二、文献综述内容（在充分收集探讨主题相关资料的基础上，分析国内外探讨现状，提出问题，找到探讨主题的切入点，附主要参考文献）国内外探讨状况：为了推动Zigbee技术的发展，Chipcon（已被TI收购）与Ember、Freescale、Honeywell、Mistubishi、Motorola、Philips和Samsung等公司共同成立了Zigbee联盟（ZigbeeAlliance），目前该联盟已经包含130多家会员。该联盟主席RobertF.Haile曾于2004年11月亲自造访中国，以免专利费的方式吸引中国本地企业加入。据市场探讨机构预料，低功耗、低成本的Zigbee技术将在将来两年内得到快速增长，2005年全球Zigbee器件的出货量将达到100万个，2006年底将超过8000万个，2008年将超过1.5亿个。这一预言正在从Zigbee联盟与其成员近期的一系列活动和进展中得到验证。在标准林立的短距离无线通信领域，Zigbee的快速发展可以说是有些令人始料不与的，从2004年底标精确立，到2005年底相关芯片与终端设备总共卖出1500亿美元，应当说比被业界“炒”了多年的蓝牙、Wi-Fi进展都要快。

Zigbee技术在Zigbee联盟和IEEE802.15.4的推动下，结合其他无线技术，可以实现无所不在的网络。它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在将来其应用可以涉与到人类日常生活和社会生产活动的全部领域。由于各方面的制约，Zigbee技术的大规模商业应用还有待时日，但已经展示出了非凡的应用价值，信任随着相关技术的发展和推动，肯定会得到更大的应用。但是，我们还应当清晰的相识到，基于Zigbee技术的无线网络才刚刚起先发展，它的技术、应用都还远谈不上成熟，国内企业应当抓住商机，加大投入力度，推动整个行业的发展。国内许多的有关Zigbee的探讨还只是停留在理论阶段，真正运用Zigbee技术做出适合市场须要的产品的项目很少。所以创建一个能快速展示Zigbee功能的模拟装置，就特别的有必要。该模拟装置不仅很全面的展示了Zigbee的功能，而且供应了一套运用Zigbee方法，某些项目甚至可以干脆运用此装置。Zigbee协议栈本身的困难性可能会使得某些项目望而却步，转而运用其它的无线技术，通过此装置也能够给须要运用无线的项目供应参考。参考文献：[1]张令意等.新型无线通信技术-Zigbee.现代通信.2008.5.[2]张同等.低功耗无线通信技术-Zigbee.中兴通讯技术.2009.8.[3]崔莉等.无线传感器网络标准化工作进展.信息技术快报.2008.3.[4]张宏亮.Zigbee软件开发人员指南(基于Jenniemslx).北京博讯科技.2009.[5]蒋挺.赵成林.Zigbee技术与应用.北京邮电高校出版社.2009.5.[6]瞿雷.胡咸斌Zigbee技术与应用北京航空航天高校出版社2010.09.[7]CoxD.JovanovE.MilenkovicA.TimesynchronizationforZigbeenetworks.ProceedingsoftheThirty-SeventhSoutheasternSymposiumonSystemTheory.2009.10.[8]GangDingSahinogluZ.BhargavaB.ReliablebroadcastinZigbeenetworks.ProceedingsofSecondAmmualIEEECommunicationsSocietyConferenceonSensorandAdHoeCommunicationsandNetworks.2009.9.[9]赵诚宇.如何开发更具有鲁棒性的Zigbee解决方案.2010.4.[10]蔡雨楠，王福豹，严国强.基于数据服务和能量限制的Zigbee路由策略的探讨.微型电脑应用，2011.1.[11]许力.郑宝玉.MANET环境下基于能量爱护的路由策略与其探讨进展.电子与信息学报，2005.6.[12]张振中，王伟.Zigbee技术与市场、现状和将来.2009.7.[13]EganD.TheemergenceofZigbeeinbuildingautomationandindustrialcontr01.ComputingandControlEngineeringJournal.2010.6.[14]张周.周剑扬，门沫.Zigbee在智能家居系统中的应用探讨.工业限制计算机.2009.1.[15]罗超.杨卫，朱兵.双核无线传感器网络节点通信接口设计.仪表技术与传感器，2009.3.[16]夏涛.陶洋.基于Hello消息和MAC层协作的AODV路由改进.通信技术.2007.[17]林军.谢维波.一种基于AODV协议的改进协议EAODV.贵州高校学报(自然科学版).2010，5.[18]赵赫迪.张明月.Zigbee技术的应用领域.2010，1.[19]吕治安.Zigbee网络原理与应用开发.北京：北京航空航天高校出版社，2009.[20]蒋挺等.紫蜂技术与其应用.北邮出版社2009.[21]DrewGislason.Zigbee三、探讨方案（主要探讨内容、目标，探讨方法、进度）探讨内容：基于Zigbee技术的无线网络传感器主要应用于低速率、低功耗要求的无线环境。其本身的特性是由其协议栈的规范确定的，本课题探讨的重点也是在于协议栈的实现方面。主要有：（1）Zigbee协议栈各层的规范（物理层、mac子层、网络层、应用层）、各层的功能以与各层之间的数据传输方式与数据帧格式。（2）Zigbee路由算法设计。（3）Zigbee的设备类型的设计以与各个设备之间的组网方式。（4）Zigbee的应用层开发流程，Zigbee平安性保证。探讨目标：运用基于Zigbee技术的无线网络传感器，完成一个无线传感器网络模拟装置，该模拟设备将充分体现Zigbee的功能特点。能够很清晰的呈现Zigbee各层之间以与Zigbee设备之间的传输方式。通过设计满意实际须要的Zigbee应用程序，实现Zigbee的各种功能特点。并结合上位机软件将Zigbee数据在Zigbee网络中的传输状况和自动组网以与数据路由的状况通过显示设备显示出来。探讨方法和技术方案：Zigbee协议由Zigbee联盟在试用502.15.4规定的物理层和mac层的基础上开发的Zigbee网络层和应用支持子层，以与平安支持层等。所以Zigbee的探讨重点在于其无线自组网的功能和Zigbee各层的数据帧格式。通过设计一种模拟装置数据的收发展示Zigbee模块对数据的处理流程，通过对比选择合适的硬件模块和软件平台。网络的起先由Zigbee协调器发起，随后加入路由器和终端节点。数据可以由协调器发起申请，感知网络拓扑的状态。同时终端节点也可以将自己的数据随时的通过路由器发给协调器进行汇合处理。路由器则负责数据的转发，Zigbee的主要功能就体现在路由的功能上。Zigbee路由算法的任务是在节点和节点之间建立路由，实现牢靠地数据传递，一个完整的Zigbee路由算法应包括路由方式、路由发觉和路由维护等内容。数据到达Zigbee路由器时，从底层的物理层到mac层，再通过网络层处理依据肯定的路由算法再传给底层进行数据的转发，完成数据的路由。在路由器设备上可以加入LCD显示模块，从而可以清晰的呈现数据的传播方式。并通过运用抓包软件，视察数据报的封装格式。最终通过实际的需求，设计出一套模拟的Zigbee装置。选择Ti公司的cc2430作为硬件的平台，高性能和低功耗的8051微限制器核。它集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz的RF无线电收发机，有着优良的无线