无线传感网络大作业

基于ZigBee的点对点通信实验一：ZigBee的简介Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。

根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。

主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

无线传感网络的无线通信技术可以采用ZigBee技术、蓝牙、Wi-Fi和红外等技术。

ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无线网络技术，是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的通信技术。

1、CC2530简介CC2530是用于IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的方案。

它能以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。

CC2530结合了领先的RF收发功能的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程内存，8-KB RAM和许多其他KB的内存。

CC2530有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。

系统模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

2、网络结构及协议解2.1 Basic RF 简介Basic RF 由TI 公司提供，它包含了IEEE 802.15.4 标准的数据包的收发。

这个协议只是用来演示无线设备是如何进行数据传输的，不包含完整功能的协议。

但是它采用了与802.15.4 MAC 兼容的数据包结构及ACK 包结构，其功能限制如下：1. 不提供“多跳”、“设备扫描”及Beacon。

2. 不提供不同种的网络设备，如协调器、路由器等。

所有节点同级，只实现点对点传输。

物联网之未来的智能家居系统——House Stage 不知不觉中时光在悄悄的流逝，转眼之间，我选择这个专业已经两年了。

从一开始的不知物联网为何物的懵懂少年，成长为了一名热爱物联网技术并坚定的以它为未来目标职业的物联网发烧友。

这其中经历了太多太多。

今天就接着这个机会，来谈一谈我内心中对智能家居系统的一种设计理念。

目前在全球范围内，都有一股对物联网技术的推崇，其中以智能可穿戴设备，智能家居，车联网为主导方向。

而在其中，谷歌与苹果相继发布了关于Self-Driving Car与IWatch的相关信息后，关于物联网技术的应用更是达到了一个白热化的阶段，各种各样的智能设备也随之活跃起来。

但是智能家居系统却始终处在一个较为尴尬的局面，市场上主要以智能家居单品为代表。

究其根源，一方面有用户体验方面的原因，另一方面也有在安全方面的原因。

而我的House Stage主要设计是出于用户体验方面的考量。

首先，用户在使用智能家居系统时，首要的考量便是完全性的问题，因此我设计的House Stage使用的协议为ZigBee协议。

之所以选择这样的协议主要是对比WiFi协议，ZigBee协议具有低功耗，成本低，短时延，组网能力强，安全性能高等优势，而它的缺点也比较明显，那就是对于数据传输的速率比较低。

但是对于实现家庭自动化的智能家居系统来说，这并不是问题。

目前市场上的智能家居系统主要是采用WiFi协议，一方面WiFi协议开发成本高，导致后期智能系统价格不够亲民，群众接受度不高，而且安全性差，达不到群众内心中对智能系统的最基本要求；另一方面，WiFi组网能力不强，能够接受的有效节点数只有32个，这对于普通用户家庭中所拥有的家电数目显然是不太够的。

同时，用户在使用智能家居系统时也会考虑到平时的功耗问题，而ZigBee不仅工作时耗电少，而且支持休眠模式。

平时不用工作时可以处于休眠状态，用户需要使用时直接唤醒即可，另外ZigBee从休眠状态转换到工作状态所花费的时间非常的短，具有较好的用户体验。

关于无线传感器网络仿真器的调查和比较提要：在无线传感器网络研究和应用程序测试方面，仿真工具发挥着越来越大的作用。

在仿真时人们最担心的便是仿真结果能不能准确反映真实情况。

为了能够作出最佳选择，了解这些仿真器的优缺点是很重要的一项工作。

以下便是我们经过比较得出的几种流行仿真器的优缺点，希望能对大家的研究有所帮助。

关键词：无线传感器网络、模拟仿真器、比较、绩效评估1.简介：传感器网络是由很多小型传感和计算设备组成的。

我们称这些设备为微尘。

这些微尘的通信、计算能力和所具有的能量是十分有限的。

由于外界环境不断变化，为保持较高效率，网络需要用使用分布式算法，而每个微尘则需要较高的灵敏度。

相对于普通网络，传感器网络面临着更多的问题。

所以，在为其开发相关协议时，还必须考虑到能量、硬件设施、可靠性节点密度等问题。

图一是一个简单的无线传感器网络示意图。

我们可以看到，一个完整的传感器网络由若干个基站、传感器节点和终端用户组成。

传感器节点用来检测温度、压力等物理量，其输出量以无线方式传送给基站以备收集和分析。

终端用户通过远距离应用或控制台终端也可以沿网络处理这些数据。

但考虑到这些研发过程的成本，时间等因素，开发者会着重考虑信息的可靠性和反射性能，因为这对系统的实现至关重要。

营造网络测试所需环境是一项费时费力的工作。

仿真测试可以帮助判断一种方案在财力和时间上的投资是不是值得的。

因为仿真器在测试方面有着低成本、易实现、测量范围广等优点，所以它已成为传感器网络协议研发和测试的重要工具。

由于目前的仿真器没有一个是十全十美的，为了有效开发各种基于仿真的协议，了解各种仿真器的优缺点，扬长避短至关重要。

为帮助相关人员进行研发，我们在这里从易用程度、关键特性、局限性、环境适应度等方面对当下热门仿真器做了详细比较，希望对传感器网络的研发有所帮助。

2.仿真器设计：如果考虑到环境部署的特殊性，无线传感器网络设计就是一个针对性很强的工作，这就意味着以往那些关于无线传播的固有模型和数据没有太大借鉴意义，我们必须对各种数据重新测量，这就需要高度拟合的测试环境或者是仿真器件。

无线传感器作业无线传感器网络，基础支撑技术及应用无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域．它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通．传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一．1.无线传感网络的基本概念无线传感器网络的系统结构包括分布式传感器节点(群)、接收发送器、互联网和用户界面等。

其中，传感器网络节点的基本组成包括如下4个基本单元：传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源．此外，可以选择的其他功能单元包括：定位系统、移动系统以及电源自供电系统等．在传感器网络中，节点可以通过飞机布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知对象内部或者附近．这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式实时感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，并通过多跳网络将数据经由Sink节点(接收发送器)链路将整个区域内的信息传送到远程控制管理中心．反之，远程管理中心也可以对网络节点进行实时控制和操纵．传感器网络节点为一个微型化的嵌入式系统，构成了无线传感器网络的基础层支持平台．目前国内外已经出现了许多种网络节点的设计，它们在实现原理上是相似的，只是分别采用了不同的微处理器或者不同的通信或协议方式，比如采用自定义协议、802．11协议、ZigBee协议、蓝牙协议以及UwB通信方式等．典型的节点包括Berkeley Motes，Sensoria WINS，Berkeley Piconodes，MIT肛AMPs，SmartMesh Dust mote，Intel iMote以及IntelXScale nodes，ICTCAS／HKUST的BUDSl 等．传感器网络有着巨大的应用前景，建筑在各类传感网络节点平台上的、面向海陆空全方位应用需求的各类研究项目更是层出不穷．以下仅列出其中几个代表典型应用的项目为例，比如用于环境监测、气象现象的观测和天气预报、生物群落的微观观测、洪灾的预警、农田管理、智能家居、智能交通、辐射监测的研究，用于定位的Cricket和Echo，以及用于医疗的SSIM项目等．相信随着研究工作的不断深入和发展，各种传感器网络将最终遍布我们的生活环境，从而真正实现“无处不在的计算”．2.无线传感器网络的关键问题(1)系统节能无线传感器网络节点多，覆盖范围大，工作环境复杂，能源无法替代，设计有效的策略延长网络的生命周期成为无线传感器网络的核心问题。

无线传感器作业1.1：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。

2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。

1.2：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性2.1：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种？各有什么特点？答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。

由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。

2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。

3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。

4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。

2.2：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。

3.1：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。

②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。

误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。

具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。

3.2:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。

无线传感器网络作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII无线传感器作业1.1：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。

2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。

1.2：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性2.1：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种各有什么特点答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。

由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。

2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。

3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。

4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。

2.2：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。

3.1：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。

②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。

误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。

具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。

3.2:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。

安阳工学院无线网络技术课程大作业课题名称 Zigbee技术的智能家居无线传感网络应用专业姓名学号日期 2013年12月12号Zigbee技术的智能家居无线传感网络应用一：前言随着21世纪的到来，特别是近年来现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能化住宅小区，进而走进家庭。

人们对家居生活环境的要求也越来越高，并将注意力越来越多的放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上。

家居无线监控问题是当今国际建筑智能化领域的前沿性研究课题。

无线传感网络的出现克服了家庭中布线的烦琐，充分体现了智能家居系统的灵活、方便、高效。

本项目研究开发了基于ZigBee技术和hitemet技术的智能家居监控系统，将hitemet的远程监控与ZigBee短距离控制相结合，实现系统的家居无线控制和数据采集，避免了综合布线，可扩展性好。

本文首先进行系统总体设计，结合底层ZigBee无线传感网络的特点和系统总体网络监控的要求，将该系统设计分为四部分:无线传输模块、数据处理模块、以太网传输模块、上位机显示界面。

然后对ZigBee协议标准做了全面地研究分析，同时给出了基于CC2430的无线传输模块的软硬件设计和星型网络搭建，并给出了测试结果。

接着设计了基于TMS320F2812的数据处理模块，给出了硬件电路和外围辅助电路设计方案，并为其移植了实时操作系统。

本设计实现了从底层ZigBee无线传感网络的数据采集最终到监控机的数据传输并测试成功。

最后在VC6.0环境下，应用 WindowsSockets套件接口开发显示界面对底层采集的数据分类显示。

整个智能家居监控系统能够对家用电器的完成开关量的控制，还能够对三表进行无线抄表最重要的是可监测来自家庭安防传感器的数据，以备物业等部门监控。

测试后，证实了设计方案的正确性，结果满足系统设计要求，该设计具有一定的新颖性和实用性二：ZigBee协议简介无线传感器网络节点要进行相互的数据交流就要有相应的无线网络协议(包括MAC层、路由、网络层、应用层等)，传统的无线协议很难适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求，这种情况下，ZigBee协议应运而生。

无线传感器网络试题汇总一、填空题1、狭义的无线传感网络包含（）（）（）。

2、传感器节点由（）（）（）（）四部分组成。

3、 IEEE802. 15.4规范定义了 27个物理信道，信道编号从0到26,其中0号信道，1号信道，26号信道的屮心频率分别是（）（）（）。

4、 1EEE802. 15. 4的数据传送冇三种方式，一是（）；二是（），三是（）。

5、 TEEE802. 15. 4标准中共定义了四种类型的帧:（）（）（）（）。

6、定吋器1是一个（16）位定时器，可在吋钟（）或（）递增或者递减计数。

7、定时器1有（）（）（）（）四种工作模式。

8、定时器通道控制模式包含（）和（）两种模式。

9、 CC2530定时器的精度冇（）（）（）。

10、设置定时器1的控制寄存器T1CTL值为0X0E,则时钟进行了（）分频，定时器工作于（）模式（参看教材246页表6-44 ）o11、将定时器通道1设置为卞降沿捕获，允许通道1屮断，则捕获/比较寄存器T1CCTL1的值为（）；将定时器通道0设置为输出比较模式，输出置0,通道0的比较模式为:“输出置0”，则捕获/比较寄存器T1CCTL0 的值为（）（参看教材246贝表6-46）o12、CC2530有（）个10 口，其中（）（）2个8位端口，P2—个（）位端13、将P0 口设置为输出，则P0DIR=（）。

（参看教材174页表6-4）14、将P1U设置为输出，则P1SEL= （）o （参看教材175页表6-5）15、如果已经允许P0中断,只允许P0 口的低4位中断,POIEN= （）o （参看教材284页表6-14）。

16、如果P0IFG=0X05,则哪些端口有中断发生（）o17、TinyOS操作系统是加州人学伯克利分校的David Culler领导的研究小组为无线传感网（Wireless Sensor Net,简称WSN） ft身定制的开源的（）操作系统。

而nesC语言由C语言扩展而來，用來描述TinyOS 的（）；nesC 语言是TinyOS的（），也是TinyOS应用程序的（）。

无线传感器网络作业无线传感器作业1.1：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。

2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。

1.2：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性2.1：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种？各有什么特点？答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。

由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。

2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。

3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。

4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。

2.2：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。

3.1：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。

②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。

误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。

具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。

3.2:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。

基于ZigBee技术的室内环境监控系统目录1 研究背景与意义 (12 研究内容 (13 ZigBee技术综述 (23.1 ZigBee特点 (23.2 ZigBee协议栈 (33.3 节点类型 (63.4 拓扑结构 (63.5 地址类型及ZigBee寻址 (74 室内环境监测系统设计 (84.1 系统架构 (84.2 硬件设计 (94.3 软件设计 (104.4 系统功能定义 (115 室内环境监控系统的特点 (126 总结 (137 参考文献 (13基于ZigBee技术的室内环境监控系统1 研究背景与意义随着人类进入信息时代,计算机技术、通信技术及网络技术都得到了迅猛的发展与提高,人们对居住环境也提出了更高的要求,希望自己能居住在一个生活现代化、居住环境安全化和舒适化的生活空间。

与此同时,生活节奏的不断加快,实时掌握大量信息和进行高效工作的需求日益凸显,但是繁重的家务和繁琐的家电操作占用人们大量的时间,这时就需要有一个方便快捷的智能化家居管理平台协助人们处理家居事务,将人们从家务和家电操作中解放出来。

在这种需求的驱动下,智能家居的概念也就应运而生。

人们希望通过这种技术将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭安防等装置连接到一个家庭智能化系统上进行集中或异地监视、控制和管理,保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调一致,从而满足用户对居住环境的需求。

智能家居系统的结构如图1所示:图1 智能家居系统结构图由图1可知,室内环境监控系统是智能家居系统中其必不可少的一部分,是实现智能家居系统功能的重要组成部分与基本条件,是给用户提供一个安全、舒适、便捷的生活环境的重要手段。

一个好的室内环境监控系统对于构建智能家居系统和提高用户的生活环境质量具有重要的意义。

2 研究内容本文以基于ZigBee技术的室内环境监控系统为研究背景,利用ZigBee技术作为支撑平台,将温湿度传感器、光照传感器、雨滴传感器、火灾传感器及人体感应传感器等传感器节点采集到的数据信息通过ZigBee 网络汇聚到网络中的网关节点,该网关节点再通过Wifi模块将处理后的数据传送给Android上位机软件,然后用户通过与上位机软件进行交互,通过显示的数据信息反馈控制诸如空调、电灯等电器,可营造一个安全、舒适、温馨的室内氛围。