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华东交通大学毕业设计（论文）任务书
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华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书
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（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题
（1）、（2）均要填，如AY、BX等。
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摘要
基于Zigbee无线网络的火灾监控系统的设计
摘要
无线技术的快速发展带动了其应用领域的迅速扩大，然而无线设备在实际应用中又收到了功耗、成本、传输距离及可靠性等方面的限制，这些问题在Zigbee无线技术问世之后得到了很好的解决。本文主要论述了基于Zigbee技术的无线温度、光照火灾监控系统的设计与实现。
本文首先介绍了Zigbee无线技术在国内外的研究现状饿，然后针对本系统的硬件电路设计、Zigbee网络和PC机软件系统设计实现以及系统的测试等方面展开论述。
在本系统的硬件设计中，芯片以及光敏电阻和温敏电阻作为Zigbee无线射频模块和温度、光照传感模块，是系统硬件设计的核心。基于Zigbee技术的无线温度、光照强度火灾监控系统的硬件结构主要由三部分组成：发送端、接收上报端、PC机显示终端。其中发送端包含多个发送节点，每个节点均有一个处理芯片和两个传感电阻构成，是系统中的数据源；接收上报端只有一个芯片和一个MAX232串口转USB模块构成，用于组建一个Zigbee 网络，接收端发送来的数据，并将数据传输到PC机显示设备中，是系统无线网络的协调器：PC机显示系统由一台普通的PC机构成，将数据实时显示出来，并做最近历史数据绘图。
经过测试，其结果表面，该无线温度、光照强度火灾监控系统在实时性、准确性方面等都基本满足大部分使用要求。而且能够轻易的进行修改成其他传感器网络系统，证明Zigbee无线技术有其明显的优点，市场前景广阔。
本文通过图形、图标和文字详细的介绍了本无线温度、光照火灾监测系统设计与实现的。
关键词：Zigbee；无线网络；光敏电阻；温敏电阻；传感器；实时监控系统；
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Abstract
Fire monitoring system based Zigbee wireless network design
Abstract
The rapid development of wireless technology led to the rapid expansion of its applications, but wireless devices in practical applications have been received power, cost, distance and reliability constraints, these issues come out in the Zigbee wireless technology after it has been good solution. This paper discusses Zigbee-based wireless technology, temperature, light a fire control system design and implementation.
This paper introduces the Zigbee wireless technology Research hungry at home and abroad, and then for the system design of hardware, Zigbee network and PC-software system design implementation and testing of the system in such areas as discussed.
In this system, the hardware design, chip, and photosensitive resistance and temperature sensitive resistor as Zigbee wireless RF modules and temperature, light sensing module, the core of the system hardware design. Zigbee-based wireless technology, temperature, light intensity fire control system hardware structure is mainly composed of three parts: the sender, the receiver reported to the end, PC machine display terminal. Which contains more than one sender sending nodes, each node has a chip and two sensing resistors, a system data source; received only one reported side chip and a MAX232 serial port to USB modules, with the organization of a Zigbee network, the receiver sends to the data, and data to the PC, the display device, the wireless network is a system coordinator: PC, display system consists of a body into a very ordinary PC, the data is displayed in real time and recent historical data to do the drawing.
After testing, the results of the surface, the wireless temperature, light intensity fire monitoring system in real time, so accuracy of the basic requirements to meet the most. And can easily be modified into other sensor network system to prove that Zigbee wireless technology has its obvious advantages, the market prospect is broad.
In this paper, graphics, icons and text describes in detail the wireless temperature, light a fire monitoring system design and implementation.
Keyword:Zigbee; wireless network; photosensitive resistance; temperature sensitive resistor; sensor; real-time monitoring system
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院公章。
“等级”用优、良、中、及、不及五级制（可按学院制定的毕业设计(论文)成绩评定办法评定最后成绩）。
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华东交通大学毕业设计（论文）答辩记录
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目录
第一章绪论 ............................................................................................... - 1 -1.1课题研究的背景. (1)
1.1.1 无线传感器网络的研究进展......................................................... - 1 -
1.1.2 无线传感器网络的组织结构......................................................... - 2 -
1.1.3 无线传感器网络的特点................................................................. - 2 - 1.2课题研究意义.. (3)
1.3本文的主要工作 (4)
第二章ZIGBEE通信协议的说明............................................................. - 5 -2.1Z IGBEE 协议概述. (5)
2.2Z IGBEE 设备类型及其网络拓扑结构 (6)
2.2.1 Zigbee 的设备类型........................................................................ - 6 -
2.2.2 Zigbee 的网络拓扑结构 ................................................................ - 6 - 2.3Z IGBEE 协议栈架构 (7)
2.3.1 Zigbee 物理层 ............................................................................... - 8 -
2.3.3 Zigbee 网络层 ............................................................................. - 10 -
2.3.4 Zigbee 应用层 ............................................................................. - 11 - 2.4Z IGBEE 的技术特点.. (12)
2.5Z IGBEE 的应用前景 (13)
2.6本章小结 (14)
第三章系统总体方案设计....................................................................... - 15 -3.1系统硬件设计 . (15)
3.2系统软硬件结合部分 (16)
3.3系统硬件接口部分 (16)
3.4本章小结 (17)
第四章系统软件的设计 .......................................................................... - 18 -4.1接收端软件 .. (18)
4.1.1 接收端软件设计.......................................................................... - 18 -
4.1.2 初始化模块 ................................................................................. - 20 - 4.2系统函数 (22)
4.2.1 系统接收处理函数...................................................................... - 22 -
4.2.2 任务处理函数 ............................................................................. - 23 -
4.2.3 按键子函数 ................................................................................. - 24 -
4.2.4 发送函数..................................................................................... - 25 -
4.2.5 完成任务的添加.......................................................................... - 25 - 4.3传感节点 (26)
4.3.1传感节点的函数........................................................................... - 26 -
4.3.2读取温度的函数........................................................................... - 27 -
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4.3.3读取光照的函数 .......................................................................... - 28 - 4.4路由节点 (29)
4.4.1 路由节点接收结构体.................................................................. - 29 -
4.4.2 接收函数..................................................................................... - 29 -
4.4.3 数据上报函数 ............................................................................. - 29 - 4.5数据采取该方式传输的优势 .. (30)
4.6本章小结 (31)
第五章火灾监控系统的PC机软件设计................................................. - 32 -5.1软件环境及工程设置.. (32)
5.1.1 软件环境的安装.......................................................................... - 32 -
5.1.2 工程设置..................................................................................... - 32 -
5.1.3 火灾监控系统的PC机软件的系统框架 ..................................... - 33 - 5.2Q T部分 (33)
5.2.1 Qt实时数据监控软件.................................................................. - 33 -
5.2.2串口部分详解 .............................................................................. - 34 -
5.2.3节点部分的说明 .......................................................................... - 35 -
5.2.4系统窗体的编写说明................................................................... - 37 -
5.2.5网络拓扑部分的编写方式............................................................ - 37 -
5.2.6 Qt实时监控部分程序总体说明 ................................................... - 38 - 5.3C#软件部分 . (39)
5.3.1 C#曲线图绘制部分...................................................................... - 39 -
5.3.2 C#操作Sqlite数据库................................................................... - 40 - 5.4本章小结 (40)
第六章系统的调试总结与展望............................................................... - 41 -6.1硬件调试 (41)
6.1.1 路由节点的基本状态和未匹配状态............................................ - 41 -
6.1.2 路由节点的正常状态.................................................................. - 42 - 6.2PC机软件设计 (43)
6.2.1上位机接收软件的运行界面........................................................ - 43 -
6.2.2 C#运行的界面.............................................................................. - 43 - 6.3系统设计总结 . (44)
6.4系统展望 (44)
致谢 (46)
参考文献 (47)
附录A原文部分 (48)
附录B译文部分 (53)
附录C图表目录 (56)
附录D程序主要源代码 (57)
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华东交通大学毕业设计（论文）
第一章绪论
随着移动通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展，无处不在的无线通信连接与传感器的信息采集的融合催生出了无线传感器网络（WirelessSensor Network）。无线传感器网络是由一组传感器以Ad Hoc 方式构成的无线网络，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。
无线传感网络涉及微机电系统、计算机、通信、自动控制、人工智能等多学科技术。现在，互联网络为人们提供快捷的通信平台，极大地方便了人们的信息交流。无线传感器网络扩展了人们的信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代互联网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。
1 .1课题研究的背景
1.1.1 无线传感器网络的研究进展
在美国军方、美国国家自然科学基金和一些跨国企业的支持下，美国90 年代初便开展了无线传感器网络的研究和开发。从21 世纪开始，传感器网络引起了学术届、军界和工业届的极大关注。
1. 军事领域
美国陆军2001 年就提出了“灵巧传感器网络通信”计划。其基本思想是：在战场上布设大量的传感器以收集和传输信息，然后再把那些重要的信息传送到各数据融合中心，将大量的信息集成为一副战场全景图。另外，美国陆军的“战场环境侦查与监视系统”则致力于战场情报数据的收集，例如丛林地带的地面坚硬程度和干湿度信息等许多信息，为更准确地制定战斗行动方案提供情报数据。美国海军研究办公室则制定了SeaWeb 计划。该计划基于水声通信的传感器网络的组网技术，验证了水声传感器网络系统在水声监控方面应用的可行性。
2.民用领域
美国交通部提出了“国家智能交通系统项目规划”，计划到2025 年全面投入使用。这种新型系统将有效地使用传感器网络进行交通管理，不仅可以使汽车按照一定的速度行驶，前后车自动保持一定的距离，而且还可以提供道路堵塞的最新消息，推荐最佳行车路线以及提醒驾驶员避免交通事故等等。
在医疗应用领域，加利福尼亚大学提出了基于无线传感网络的人体健康监测平台Cust Med，采用可佩戴的传感器节点，传感器类型包括压力、皮肤反应、伸缩、压电薄膜传感器、温度传感器等。节点采用加州大学伯克利分校研制、Crossbow 公司生产的dot-mote 节点，通过放在口袋里的PC 机可以方便直观地查看人体当前的情况。
如果在家电或家具中嵌入传感器节点，通过与Internet 连接，可以实现远程操控，为人们提供更加舒适和方便的智能家居环境。例如，可以在回家前半小时打开空调，也可以让电饭锅、微波炉等家电按照自己的意愿完成相应的煮饭、烧菜等家务。
3.学术领域
美国传感器网络涉及传感器技术、网络通信技术、无线传输技术、嵌入式计算技术、
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薛云峰：基于Zigbee无线网络的火灾监控系统的设计
分布式信息处理技术、微电子制造技术等多学科交叉的研究领域。美国几乎所有著名院校都有研究小组在从事传感器网络相关技术的研究。
在中国，这种新无线通信革命同样正在悄然发生。2007 年9 月29 日，中科院上海微系统与信息技术研究所联合多家高校、研究所共同承担的“无线传感器网络关键技术攻关及其在道路交通中的应用示范研究”项目完成验收。该项目研究了：传感网超轻量化IPV6 协议栈；远程高速传输的传感网端机、基站；交通传感网的协同模式识别算法体系及多元数据源的交通综合信息融合技术；传感网数据流特征和模型等无线传感器网络在交通信息领域的关键技术。
国内关于传感器网络的研究还处于刚刚起步的阶段，但是由于传感器网络是一门新兴技术，国内与国际水平的差距并不很大，及时开展这项对人类未来生活影响深远的前沿科技的研究，对整个国家的社会、经济将有重大的战略意义。
1.1.2 无线传感器网络的组织结构
无线传感网络系统通常包括传感器节点（Sensor Node）、汇聚节点（Sink Node）和管理节点，无线传感网络的体系结构如图1-1 所示。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。
用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。途中两种方式可以结合使用，这样形成分布式网络就可以进行全球任意地点的监控以及各种控制。图中显示的只是一个网络到监控端的示意图，而现实中我们可以加入很多这样的
图1- 1 无线传感网络的体系结构
1.1.3 无线传感器网络的特点
1.大规模网络
为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可以达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部
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华东交通大学毕业设计（论文）
署大量的传感器节点；另外一方面，传感器节点部署密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。
传感器网络的大规模性有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。
2.自组织网络
在传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器的位置不能预先精确设定，节点间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或者危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。
在传感器使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或者环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监控精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或者减少，从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。
3.动态性网络
传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；
③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能适应这种变化，具有动态的系统可重构性。
4.以数据为中心的网络传感器网络是一个任务型的网络，脱离传感器网络谈论传感器节点没有任何意义。传感器网络中的节点采用编号标识，节点编号是否需要全网唯一取决于网络通信协议的设计。由于传感器节点随机部署，构成的传感器与节点编号之间的关系是完全动态的，表现为节点编号与节点位置没有必然联系。用户使用传感器网络查询事件时，直接将所关心的事件通告给网络，而不是通告给某个确定编号的节点。网络在获得指定事件的信息后汇报给用户。这种以数据本身作为查询或者传输线索的思想更接近于自然语言交流的习惯。所以通常说传感器是一个以数据为中心的网络。
例如，在应用于目标跟踪的传感器网络中，跟踪目标可能出现在任何地方，对目标感兴趣的用户只关心目标出现的位置和时间，并不关心哪个节点监测到了目标。事实上，在目标移动的过程中，必然是由不同的节点提供目标的位置信息。
5.应用相关的网络
传感器用来感知客观物理世界，获取物理世界的信息量。客观世界的物理量多种多样，无穷无尽。不同的传感器应用关心不同的物理量，因此对传感器的应用系统也有多种多样的要求。
不同的应用背景对传感器网络的要求不同，其硬件平台、软件系统和网络协议必然会有很大差异。所以传感器网络不能像Internet 一样，有统一的通信协议平台。对于不同的传感器网络应用虽然存在一些共性问题，但在开发传感器网络应用中，更关心的是传感器网络的差异。只有让系统更贴近应用，才能做出更高效的目标系统。针对每一个具体应用来研究传感器网络技术，这是传感器网络设计不同于传统网络的显著特征。
1.2 课题研究意义
传感器网络最初主要应用于军事领域，但是随着技术的发展，传感器节点的成本越来
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薛云峰：基于Zigbee 无线网络的火灾监控系统的设计
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越低，现在传感器网络在民用领域的应用也越来越广泛。
无线传感器网络技术在井矿、核电厂的安全检测，工业自动化生产线的实时监测、实时数据采集中的应用，正变得日益成熟。在工厂安装基于无线传感器网络的监控系统将大大改善工厂的运作条件，降低设备维护成本。尤其是目前数据处理硬件技术的飞速发展和无线收发硬件的发展，新的技术已经成熟，可以使用无线技术避免昂贵的电缆连接，采用专家系统自动实现数据的采集和分析。
无线传感器网络在工业自动化领域的应用与其他领域有很大不同，主要表现在不同传感器节点传输的数据量是不同的，并且传感器节点往往是固定安装在生产线上，其网络节点一般是静态的。因此，本课题将致力于研究一种基于工业应用的 Zigbee 无线炉温测量传感器网络系统，利用 通信模块组建小型无线传感器网络，并进行传感器网络的软硬件设计。此外，针对工业应用环境中无线传感器网络的能量损耗，网络寿命，网络鲁棒性和网络传输效率的问题，本文着重分析和研究了现有的无线传感器网络的路由协议和算法，并提出了一种新的传感器网络模型和基于地址划分的高能效路由协议。
火灾是世界上发生频率较高的一种灾害，几乎每天都有火灾发生， 火灾作为危害人类生存的大敌，越来越受到人们的重视。一旦发生火灾，将对人的生命、财产造成极大的危害。于是人们开始寻求一种能尽早发现火灾的方法，以便控制和扑灭火灾，减少损失，保障生命安全。火灾探测报警系统就是为了满足这一需求而研制出来的，并越来越被人们所接受和应用，其自身技术水平也随着人们需求的不断提高，在功能、结构、形式等方面不断地完善。
1.3 本文的主要工作
本课题主要是研究并实现一个基于Zigbee 协议的无线网络的火灾监控系，这个系统由三个部分组成：1、发送端
(1-发送节点)，2、接收端(一个接受节点)，3、一个温敏电阻将感测到的温度模拟量和一个光敏电阻将感测到的光照模拟量传送到无线芯片，由它发送到数据收集端，然后将收集到的数据通过串口发送给电脑中。由电脑的上位机显示系统将这些数据进行处理，并显示温度和光照强度的值，以及其网络的节点结构！本课题具体的研究内容大致有以下几部分，分别如下：
第一部分 绪论：简单介绍选题的背景，课题所用技术Zigbee 发展的国内 外相关的研究
现状，随后讲述了本课题要完成的任务以及所要实现的功能。
第二部分 Zigbee 通信协议的说明：介绍了Zigbee 无线传输技术的由来、技术特点、
Zigbee 协议的结构以及Zigbee 无线技术的网络功能，是本文的理论基础。
第三部分 系统总体方案设计与系统的硬件设计：论述了本课题总体的设计思想、总体构
架及系统框图，介绍了系统所用芯片的功能和特点，以及芯片之间连接的方
法，并给出了详细的设计电路图。
第四部分 系统的软件设计：描述了整个网络实现的过程以及整个系统各个节点之间数据
的传输过程，显示方式、方法。
第五部分 Zigbee 无线网络PC 机数据显示：详细介绍了整个数据由串口发送到上位机后，
电脑如何实时处理这些数据。以及如何使用Qt 进行上位机程序的编写。
第六部分 系统设计调试测试总结与系统的展望。
华东交通大学毕业设计（论文）
第二章Zigbee通信协议的说明
Zigbee 技术是一种短距离无线通信技术。它是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议，依据IEEE802.15.4 标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通讯。
2001 年8 月，Zigbee 联盟成立。2002 年下半年，英国Invensys 公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布，它们将加盟“Zigbee 联盟”，以研发名为“Zigbee”的下一代无线通信标准，这一事件成为该项技术发展过程中的里程碑。到目前为止，除了Invensys、三菱电子、摩托罗拉和飞利浦等国际知名的大公司外，该联盟大约已有150 家成员企业，并在迅速发展壮大。其中涵盖了半导体生产商、IP 服务提供商、消费类电子厂商及OEM 商等，例如Honeywell、Eaton 和Invensys Metering Systems 等工业控制和家用自动化公司，甚至还有像Mattel 之类的玩具公司。所有这些公司都参加了负责开发Zigbee 物理和媒体控制层技术标准的IEEE 802.15.4 工作组。
2.1 Zigbee 协议概述
Zigbee 一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳ZigZag 形舞蹈来告知同伴，达到交换信息的目的，是一种通过简捷方式实现“无线”沟通的方式。人们借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近距离无线网络通信技术，也包含了这种寓意。
Zigbee 的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE 无线个人区域网（Personal AreaNetwork，PAN）工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4（Zigbee）技术标准。Zigbee 不仅只是802.15.4 的名字。IEEE 仅处理低级MAC 层和物理层协议，因此Zigbee 联盟对其网络层协议和API 进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K 字节或者作为路由器的协调器的32K 字节。每个协调器可连接多达255 个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。Zigbee 联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。
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薛云峰：基于Zigbee无线网络的火灾监控系统的设计
- 6 - 图2-1 协议栈结构图
2.2 Zigbee 设备类型及其网络拓扑结构
2.2.1 Zigbee 的设备类型
IEEE802.15.4 标准定义了两种类型的物理设备：全功能设备（FFD）和简单功能设备（RFD）。表2-1 给出了这两种物理设备的功能描述。
设备类型适用拓扑结构功能描述
全功能设备（FFD）
星型网络
网状网络
簇-树状网络
具有转发与路由能力，其处理控制能力较强，拥有足够
的存储空间存放路由信息。
可作为协调器或设备与任何设备进行通讯
简单功能设备（RFD）星型网络内存小，功耗低，功能简单。在网络中为源节点，只能
和全功能设备通讯。
2.2.2 Zigbee 的网络拓扑结构
Zigbee 主要采用了三种组网方式，星型网、对等网及混合网，如图2-1 所示。
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图2-2 Zigbee协议的网络拓扑结构
在星型网络中，所有设备都与中心设备pan 网络协调器通信。在这种网络中，网络协调器一般使用持续电力系统供电，而其他设备采用电池供电。只有FFD设备才能成为网络的协调器。星型网络适合家庭自动化、个人计算机外设以及个人健康护理等小范围的室内应用。
对等网是由主器件连接在一起形成的，又可分为点对点和簇树两种结构。任意两个设备只要彼此都在对方的无线辐射范围内，收到对方的无线信号，就可以进行通信，不需要其他设备转发。这种网络结构支持Ad Hoc 网络，允许通过多跳路由的方式在网络中传输数据。对等网络结构更适合于设备分布范围广的应用，比如在工业检测与控制、货物库存跟踪和农田监管等方面。
星型网和对等网相结合则形成了混合网，各个子网内部以星型连接，其主器件又以对等的方式连接在一起。信息流首先传到同一子网内的主节点，通过网关节点到达更高层的子网，随后继续上传直至到达中心采集节点。混合网可以用于覆盖范围比较大的区域，例如智能楼宇的控制网络。但是由于任何控制和同步信息均要通过多重链路到达接收点，要实现同步和控制比较困难。
2.3 Zigbee 协议栈架构
IEEE802.15.4 网络协议栈基于开放系统互连模型（OSI），协议栈的体系结构如图2-2
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薛云峰：基于Zigbee无线网络的火灾监控系统的设计
所示，每一层都实现一部分通信功能，并向高层提供服务。IEEE 802.15.4标准定义最下面的两层：物理层（PHY）和介质接入控制子层（MAC）。Zigbee联盟提供了网络层和应用层（APL）框架的设计，其中应用层的框架包括了应用支持子层（APS）、Zigbee 设备对象（ZDO）和由制造商制定的应用对象。
图2-3 Zigbee体系结构模型
2.3.1 物理层
物理层的主要功能有：信道选择；
信道能量检测ED(Energy Detect)；
空闲信道评估CCA(Clear ChannelAssessment)；
无线信道收发数据PPDU(PHY Protocol Data Unit)；
接收包链路质量LQI(Link Quality Indication)的检测；
其中，信道能量检测主要测量目标信道中接收信号的功率强度，实际上所测得的是有效信号功率和噪声信号功率之和。链路质量检测要对信号进行解码，生成的是信噪比指示，提供接收数据帧时的无线信号强度和质量信息。空闲信道评估判断的是当前信道是否处于空闲状态，从而决定是否发送当前数据帧。
物理层提供了868-868.6MHz、902-928MHz 及2400-2483.5MHz 三种载波频率供选择，其所用范围分别是欧洲、北美、全球。载波信道特性如表2-2 所示，868/915 频段均使用了BPSK 调制方式，2450MHz 频段使用了Q-QPSK 调制方式，三种频段分别实现20kbps、40kbps 及250kbps 的传输速率。
10 个信道，868MHz 频段上1 个信道。这些信道的频率分别如下式计算：
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