基于ZigBee无线传感器网络中基站节点数据采集优化设计与应用研究

基于ZigBee协议的多跳无线传感器网络设计摘要：本文介绍了一种以zigbee协议为核心的多跳无线传感器网络设计，传感器节点处理器采用atmel公司的atmega128l芯片，无线通信采用chipcon公司的cc2420射频芯片，传感器采用数字湿度温度传感器sht10，对不同功能的节点采用不同的程序设计，成功实现数据在无线传感器网络节点间的多跳路由。

关键词：无线传感器网络；zigbee协议；多跳；协调器；路由器；终端设备中图分类号：tp79无线传感器网络（wsn，wirelesssensornetwork）是由多个节点组成的面向任务的无线自组织网络，它综合了无线通信技术，传感器技术，微机电技术，计算机网络技术等多学科的技术领域，借助各类传感器对检测目标进行数据采集，通过无线通信的方式把信息发送给观测者。

由于无线传感器网络具有不依赖有线基础设施，可以自组网和允许网络具有动态的拓扑结构等优点，特别适用于一些不适合人类直接参与的检测环境进行数据采集，因此无线传感器网络在军事、空间探索和灾难拯救等特殊领域有其得天独厚的技术优势，在环境、健康、家庭和其他商业领域有广阔的应用前景。

1 zigbee协议zigbee协议是一种建立在ieee802.15.4标准之上的短距离，低速率的无线通信协议，其中物理层和链路层由ieee802.15.定义，网络层和应用层由zigbee联盟规范。

与其他短距离无线通信技术相比，zigbee协议具有以下优点：（1）功耗低。

低功耗待机模式下，两节5号电池就可以是由6个月以上。

（2）具有3个无线收发器频段。

868mhz（欧盟）；902mhz（美国）；2.4ghz。

（3）网络容量大。

可支持6500个节点设备。

（4）采用csma-ca机制，有效的避免了数据发送时因碰撞产生的冲突。

（5）网络安全性高。

采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据进行了加密算法，有效的保证了数据传输的有效性和安全性。

基于ZigBee的无线传感器网络节点通信的研究作者：曾龙吴薇来源：《科技创新导报》2012年第06期摘要：ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线通信技术，适用于监控领域。

介绍了ZigBee无线网络技术、ZigBee设备节点分类和各类节点在监控网络中的作用。

以室内环境监测为例，在对ZigBee无线网络节点通信的研究的基础上，进行了ZigBee无线网络拓扑的选择和以ZigBee无线网络协调器节点组网分析研究，设计了协调器节点的工作流程并给出了软件设计方案。

关键词：ZigBee无线网络协调器组网中图分类号:TN92 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)02(c)-0000-00无线传感器网络是由大量无处不在的，具有通信与计算能力的微小传感器节点密集布设在无人值守的监控区域而构成的能够根据环境自主完成指定任务的“智能”自治监控网络系统[1]。

网络中随机分布的、集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成网络，借助于节点中内置的形式多样的传感器感知所在周边环境的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度、方向等我们需要获知的物理现象，并通过无线通信传送信息。

基于ZigBee技术的无线传感器网络具备省电、可靠、成本低、容量大、安全等诸多优势，为其广泛应用于各种自动控制领域奠定了良好的基础。

1 基于ZigBee的无线传感器网络技术1.1 ZigBee概念ZigBee是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信新技术，它依据IEEE 802.15.4标准，协调多个微小的传感器之间的相互通信[2]。

这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，通信效率高。

相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和成本的技术。

1.2 ZigBee网络中的设备ZigBee网络支持三种拓扑结构：星形，树形和网状形结构。

基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计【摘要】本文主要介绍了基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计。

首先从ZigBee技术和无线传感器网络的概述开始，然后探讨了ZigBee技术在无线传感器网络中的应用以及设计要点。

接着介绍了实验设计与实施、数据采集与处理以及系统性能评估等方面。

最后对课程设计进行总结，并展望了未来的研究方向。

通过本课程设计，学生将深入了解ZigBee技术在无线传感器网络中的应用，掌握相关实验与数据处理技能，提高系统性能评估能力。

这对培养学生的实践能力和解决问题的能力具有重要意义，也为未来无线传感器网络技术的发展奠定了基础。

【关键词】ZigBee技术, 无线传感器网络, 课程设计, 应用, 设计要点, 实验设计, 数据采集, 数据处理, 系统性能评估, 总结, 研究方向, 未来展望1. 引言1.1 ZigBee技术概述ZigBee技术是一种短距离、低功耗、低数据传输速率的无线通信技术，主要应用在物联网领域。

它采用IEEE 802.15.4标准，工作在2.4GHz频段，具有自组网、低功耗、低成本等特点。

ZigBee技术被广泛应用在智能家居、工业控制、智能建筑等领域，为传感器节点之间的通信提供了可靠的解决方案。

其网络拓扑结构包括星型、网状和混合型，具有灵活性和扩展性。

ZigBee技术在无线传感器网络中扮演着重要的角色，通过组建网络、数据传输和协调节点等功能，使得无线传感器网络能够实现远程监测、实时控制等应用。

其低功耗特性使得传感器节点可以长时间工作，适用于需要长期监测的环境。

ZigBee技术还具有良好的安全性和可靠性，能够保障传感器数据的安全传输。

ZigBee技术的应用在无线传感器网络中具有广阔的前景，可以提升传感网络的性能和稳定性，为各种应用场景提供可靠的支持。

1.2 无线传感器网络简介无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）是由大量分布在空间中的微小传感器节点组成的网络，每个节点都能感知周围的环境，并能将采集到的数据通过无线通信传输到网络中。

研究和设计一种基于无线传感器网络的环境监测系统环境监测在当今社会中变得越来越重要。

因为环境问题对人类的生活和健康产生了深远的影响，所以有必要开发一种基于无线传感器网络的环境监测系统。

这种系统可以实时监测和控制环境参数，如温度、湿度、气体浓度等，以保护环境和维护人类的健康。

本文将介绍研究和设计该环境监测系统的详细过程。

首先，我们需要选择适合的无线传感器网络技术。

目前，常用的无线传感器网络技术包括Zigbee、WiFi和LoRa等。

这些技术都有自己的优点和缺点。

我们需要根据环境监测系统的需求来选择合适的技术。

例如，如果监测范围广且传输距离较远，则LoRa技术可能是一个更好的选择。

而如果需要高速的数据传输和较小的网络延迟，则WiFi技术可能更适合。

其次，我们需要设计传感器节点。

传感器节点是环境监测系统的核心组成部分，负责收集环境参数并将其传输给基站。

为了实现高效的数据采集，我们需要选择合适的传感器。

温度传感器、湿度传感器、气体传感器和光照传感器都是常见的环境监测传感器。

另外，我们还需要考虑节点的能耗问题。

因为传感器节点的电池寿命是一个重要的因素，影响着系统的可用性。

因此，我们需要设计低功耗的传感器节点，同时尽量提高其工作效率。

然后，我们需要设置网络拓扑结构。

网络拓扑结构决定了节点之间的通信方式和路由方式。

常见的网络拓扑结构包括星型、树状、网状等。

在环境监测系统中，星型拓扑结构通常是一个不错的选择，因为它简单且易于管理。

在星型拓扑结构中，基站作为网络的中心，节点通过无线连接与基站通信。

此外，我们还需要考虑节点之间的信号传输距离和传输功率等因素，以确保网络的可靠性和稳定性。

接下来，我们需要设计数据收集和处理算法。

一旦传感器节点采集到环境参数，我们需要将这些数据传输到基站进行处理和分析。

在数据处理方面，我们可以使用各种算法来处理传感器数据，如平均值、滑动平均、傅里叶变换等。

此外，为了减少数据传输量和节省能源，我们可以在节点上进行数据预处理和压缩，只将重要的数据传输到基站。

基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。

温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一，对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。

ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术，凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点，已成为无线传感器网络的主流技术之一。

本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。

该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据，通过数据传输和处理，实现对温度信息的实时监测和分析。

系统设计注重实用性和可靠性，力求在保证数据准确性的同时，降低成本和提高效率。

本论文的主要内容包括：对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述，分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构，包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨，如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性，并对实验结果进行分析和讨论。

本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考，对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。

1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。

作为WSN的关键技术之一，ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点，成为实现WSN的重要手段。

温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用，通过对环境温度的实时监测，为生产生活提供准确的数据支持，对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。

传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式，存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。

为了解决这些问题，基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。

基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点近年来，随着物联网技术的快速发展，无线传感器网络（WSN）应用正在不断增加。

无线传感器节点作为WSN的重要组成部分，可以实时监测环境中的各种参数，并将数据传输到数据中心进行处理和分析。

本文将介绍基于CC2530芯片和ZigBee协议栈设计的无线网络传感器节点。

一、CC2530芯片介绍CC2530芯片是德州仪器（Texas Instruments）公司推出的一款低功耗、高性能的无线SoC芯片。

它集成了8051微控制器核心和IEEE 802.15.4无线收发器，提供丰富的外设接口，并支持多种通信协议，如ZigBee、RF4CE、ZigBee RF4CE、SP100和6LoWPAN。

其低功耗特性使其成为设计低功耗无线传感器节点的理想选择。

二、ZigBee协议栈简介ZigBee是一种低功耗、短距离无线通信技术，主要用于自动化控制、智能家居和工业应用。

ZigBee协议栈分为应用层、网络层、MAC层和物理层。

应用层负责定义各种应用场景下的数据交换格式和协议，网络层负责网络拓扑管理和路由选择，MAC层负责对数据进行处理和封装，物理层负责无线信号的发送和接收。

三、无线网络传感器节点设计基于CC2530芯片和ZigBee协议栈，设计了一种低功耗的无线网络传感器节点。

该节点由CC2530芯片、传感器模块、电源管理模块和外设接口组成。

1. CC2530芯片：作为无线SoC芯片，CC2530芯片集成了8051微控制器核心和无线收发器。

8051微控制器核心负责控制节点的各种操作，如数据采集、数据处理和通信控制。

无线收发器负责与其他节点进行通信，通过ZigBee协议栈实现数据的传输和接收。

2. 传感器模块：传感器模块负责实时监测环境中的各种参数，如温度、湿度、光照等。

通过与CC2530芯片的接口进行数据传输，将采集到的数据传送给CC2530芯片进行处理和分析。

zigbee毕业设计(论文)1000字
本篇毕业设计论文将介绍和探讨基于 Zigbee 技术的无线传感器网
络的设计和实现。

该论文主要包含以下几个方面的内容：
1. 绪论
首先，本文将简述 IoT 技术的发展和 Zigbee 技术的基本原理，并阐述 Zigbee 技术在无线传感器网络中的应用及其优点。

2. 系统设计
本文将详细介绍基于 Zigbee 技术的无线传感器网络系统的设计和
实现。

该系统分为硬件和软件两个部分。

硬件部分包含传感器节点、通信模块和基站节点，软件部分包括节点程序和基站程序。

3. 实验设计
通过实验，本文将验证 Zigbee 技术在无线传感器网络中的可靠性
和性能。

实验将分为两个部分：传感器节点的测试以及基站节点的
测试。

传感器节点测试中将分别测试传感器节点的数据采集、数据
传输和能耗等方面的性能；基站节点测试将测试基站节点对数据的
处理和转发能力。

4. 实验结果与分析
通过实验，本文将分析和总结 Zigbee 技术在无线传感器网络中的
性能和优点，并对实验结果进行解读。

5. 结论与展望
最后，本文将对实验结果进行总结和归纳，并对 IoT 技术发展和Zigbee 技术的应用前景进行展望。

总之，本篇毕业设计论文将详细介绍基于 Zigbee 技术的无线传感
器网络系统的设计和实现，并通过实验来验证其可靠性和性能，以
了解 Zigbee 技术在无线传感器网络中的应用和优点。

同时，将对Zigbee 技术的应用前景进行探讨。

无线通信网络中传感器节点应用与设计张晓玫【摘要】随着电子通信技术的迅速发展，人们已经开发了各种类型的传感器，这些传感器节点能够实现数据信息采集、发送、接收，并且利用互联网通信技术，构建一个自组织无线网络，在工业控制、环境监测、交通管理、医疗卫生救治等多个领域得到了广泛的应用，取得了显著的成效。

目前，传感器在无线通信网络中主要包括两种节点类型，分别是网关节点、终端节点，这些节点可以采集应用环境中的软硬件设施信息，采用路由通信协议将其传输到服务器中，同时还可以接收网络控制命令信息，有效实现无线通信网络数据传输和共享。

【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】2页(P51-51,53)【关键词】无线通信网络;传感器;终端节点;网关节点【作者】张晓玫【作者单位】河南工程学院【正文语种】中文随着我国经济的发展，环境资源污染严重，需要实时监测，提高控制成效。

另外，一些重工业生产环境比较恶劣和复杂，不利于人们进行工作，而采用有线光缆不利于组网，并且易于损坏，因此需要使用传感器、ZigBee、WiFi和6LoWPAN等技术构建一个传感器无线通信网络，进一步改进传感器无线网络组网的灵活性［1］。

传感器、无线网络的快速发展和应用可以满足环境资源监测、工业制造智能监控、公共安全监控等需要，具有重要的作用和意义［2］。

目前，常用的无线通信技术包括ZigBee、WiFi、RFID、6LoWPAN和4G移动通信等无线通信技术，可以大幅度提高组网的灵活性，实现传感器信息采集、发送和接收。

每一种无线通信技术应用描述如下：（1）ZigBee技术。

ZigBee技术是一种低速率、短距离无线通信技术，其可以将部署于重工业环境中的传感器连接在一起，形成一个良好的自组织通信网络。

网络通信可靠性较高，具有较低的节点功耗，可实现重工业生产数据的集中式共享、传输管理［3］。

（2）6LoWPAN技术。

6LoWPAN（IPv6 over IEEE 802.15.4）是一种基于IPv6的低速无线个域网通信标准，其可以把传统的无线通信协议扩展到IP链路上进行网络通信，提高了重工业生产环境数据通信的可靠性［4］。

基于Zigbee的无线传感器模块设计随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。

无线传感器模块是其中重要的组成部分，它能够实现无线通信，将传感器节点的数据传输到数据集中器或者其他终端设备。

本文将介绍一种基于Zigbee的无线传感器模块设计。

Zigbee 是一种低功耗、短距离、低速率的无线通信技术，它适用于各种物联网应用场景。

传感器模块通过Zigbee通信协议与数据集中器或其他终端设备进行通信，实现数据的传输和接收。

首先，传感器模块采用了Zigbee芯片作为核心组件。

Zigbee 芯片具有低功耗、小尺寸和强大的通信能力等特点，能够满足无线传感器节点的要求。

传感器模块通过Zigbee芯片与其他节点进行通信，实现数据的传输和接收。

其次，传感器模块还集成了多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。

这些传感器能够实时监测环境参数，并将数据传输到数据集中器或其他终端设备。

通过无线传感器模块的设计，可以实现对环境参数的监测和采集，为数据分析和决策提供支持。

此外，传感器模块还具有一定的智能化能力。

通过对传感器模块的编程和算法设计，可以实现对数据的处理和分析。

传感器模块能够根据预设的条件和规则，自动进行数据处理和决策，提高传感器网络的智能化水平。

最后，传感器模块还具备一定的可拓展性。

通过对模块的设计，可以实现对传感器的增减和扩展。

传感器模块可以根据不同的应用需求，灵活地配置和调整传感器的类型和数量。

综上所述，基于Zigbee的无线传感器模块设计具有低功耗、小尺寸、强大的通信能力和可拓展性等特点。

通过该设计，可以实现无线传感器节点与数据集中器或其他终端设备之间的数据传输和接收，实现对环境参数的监测和采集。

该设计具有较高的实用性和可行性，在物联网应用中具有广泛的应用前景。