基于CC2430的ZigBee无线网络节点设计

基于ZigBee/GPRS技术的物联网智能家居系统设计

摘要：本文提出了一个基于zigbee/gprs技术的智能家居系统的具体实施方案。重点阐述了zigbee无线通信技术适用于智能家居系统的原因及软硬件设计方案。该系统通过gprs接入internet，可以实施与家庭网关的无线通信，实现了传感网与电信网络之间的数据传输、不同类型感知网络之间的协议转换，具有良好的应用价值和市场推广价值。

关键词：物联网 gprs zigbee 智能家居 家庭网关

一、引言

物联网是一种通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网就是“物物相连的互联网”。第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

二、物联网智能家居系统的核心技术

（一） zigbee技术

在智能家居系统中，无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势，这不仅仅因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去了花在综合布线上的费用和精力，而且它更符合于家庭网络的通讯的4个特点：①传输的数据量小；②信息的实时性高；③

网络的容量大；④数据安全可靠。同时随着无线网络技术的进一步发展，尤其zigbee技术的成熟，必将大大促进家庭智能化、网络化的进程。

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近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。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，所以它们的通信效率非常高。表1给出了上述几种短距离无线通信技术在通信距离、功耗、传输速率、连接设备数上的差别和性能比较。不难看出，无论是红外技术、蓝牙技术、无线局域网技术还是zigbee技术，它们都具有各自的优缺点，能够适用于不同的应用场合。家庭内部地理范围小，非常适合zigbee 技术对其进行联网。

具有能量获取能力的低功耗ZigBee无线传感器网络节点设计

项新建

【期刊名称】《现代科学仪器》

【年(卷),期】2010(000)002

【摘 要】基于ZjgBee技术的无线传感器网络具有巨大的应用前景.由于网络节点能量有限,如何设计低能耗的ZigBee无线传感器网络节点,最大限度地利用自身能量,同时从环境尽可能获取能量,是提高网络节点生命周期的二大关键问题.本文一方面系统分析了ZigBee无线传感器网络节点中各个部分引起的能量消耗,提出从节点硬件结构和网络协议两方面来降低网络系统能耗,延长网络生命周期的策略.另一方面提出从环境中获取能量的ZigBee无线传感器节点设计思想,设计开发了具有能量自获取能力的ZigBee无线传感器网络节点,用太阳能光伏电池和风能发电机作为生能器件,用超级电容器和锂离子电池作为储存器件,并采用低功耗的能量获取管理策略,实现了能量的自动获取与充分利用.

【总页数】4页(P46-49)

【作 者】项新建

【作者单位】浙江科技学院自动化与电气工程学院,浙江杭州,310023

【正文语种】中 文

【中图分类】TP212

【相关文献】 1.基于CC2430的低功耗Zigbee无线传感器网络节点的设计 [J], 刘琼;周志光;朱志伟

2.ZigBee无线传感器网络节点的低功耗设计 [J], 李文江;魏娟

3.基于CC2530的ZigBee网络节点的低功耗设计 [J], 张文静

4.ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析 [J], 檀杉

5.ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析 [J], 檀杉

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基于ZigBee的短距离无线通信网络技术应用

摘要：zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线通信技术，主要用于近距离无线连接，非常适用于家庭网络领域。该设计采用cc2430芯片，它符合ieee 802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250 kbit/s，可以实现多点对多点的快速组网。cc2430为ieee 802.15.4的数据帧格式提供了硬件支持，其mac层的帧格式为：头帧+数据帧+校验帧；phy层的帧格式为：同步帧+phy头帧+mac帧，帧头序列的长度可以通过寄存器的设置来改变，可以采用16位crc校验来提高数据传输的可靠性。发送或接收的数据帧被送入ram中的128字节的缓存区进行相应的帧打包和拆包操作。

关键词：zigbee技术；短距离无线通信；网络技术应用

the application of short distance wireless network

communication based on zigbee

wang zhipeng

（zhejiang post and telecommunications engineering

construction co., ltd)

zigbee was a new short-range, low-data-rate wireless

communication technology, mainly used for short distance

wireless connection, very applicable to the field of

household care. the design used cc2430 chip, which was

第２９卷第４期　２ｏｌ１年ｌ２月　；瓣蠡　ＪＩＣＨＥＮＧＤＩＡＮＬＵ　ＴＯＮＧＸＵＮ　Ｖ０１．２９　Ｎｏ．４　Ｄｅｅ．２０１１　基于ＣＣ２４３０的ＺｉｇＢｅｅ无线传感网络节点的设计　梁伟明　曹彪　（北方通用电子集团有限公司微电子部　苏州２１５１６３）　摘要　随着无线网络技术的快速发展和传感器技术的日益成熟，无线传感器网络应运而生。无　线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一　个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，发送　给观察者。基于ＺｉｇＢｅｅ协议、以ＣＣ２４３０射频芯片为核心的硬件设计方法，实现了一个基于Ｚｉｇｂｅｅ的无　线传感器网络节点硬件平台的开发。　关键词　无线传感器网络ＺｉｇＢｅｅ　ＣＣ２４３０　引　言　随着无线通信、集成电路、传感器以及微机电　系统等技术的飞速发展和日益成熟，传感器信息　获取技术已经从过去的单一化逐渐向集成化、微　型化和网络化的方向发展，无线传感器网络　（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＳＮ）因此应运而生。　近年来，无线传感器网络被广泛的应用在预防医　学、环境监测、森林灭火乃至车辆检测、行星探测　等领域，成为国内外广泛讨论的焦点。　１　ＺｉｇＢｅｅ技术概述　ＺｉｇＢｅｅ是二种新兴的短距离、低速率无线网　络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙技术　之间的技术提案。它有自己的无线电标准，在数　千个微小的传感器之间相互协调实现通信。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，　所以它们之间的通信效率非常高。最后，这些数　据可以进人计算机用于分析或是被另外一种无线　技术收集。　与其它无线协议相比，ＺｉｇＢｅｅ协议具有以下　特点：数据传输速率低、功耗低、成本低、网络容　量大、时延短、网络的自组织、自愈能力强、通信可　靠。为推动ＺｉｇＢｅｅ技术的发展，Ｃｈｉｐｃｏｎ、Ｅｍｂｅｒ、　Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ、Ｈｏｎｅｙｗｅ￣　Ｍｉｓｔｕｂｉｓｈｉ　Ｍｏｔｏｒａｌａ、Ｐｈｉｌｉｐｓ　和Ｓａｍｓｕｎｇ等共同成立了ＺｉｇＢｅｅ联盟。根据市　场研究机构预测，低功耗、低成本的ＺｉｇＢｅｅ技术　将在未来几年内得到快速增长。　２无线传感器网络介绍　无线传感器网络是一种无中心节点的全分布　网络。通过随机投放的方式，众多传感器节点被　密集部署在监控区域。这些传感器节点集成有传　感器、数据处理单元和通信模块，它们通过无线信　道相连，自组织地构成网络系统。传感器节点利　用其内置的形式多样的传感器，测量所在周边环　境的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，检测包括　温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物　体的大小、速度和方向等众多人们感兴趣的物理　现象。传感器节点间具有良好的协作能力，通过局　部的数据交换来完成全局任务。由于传感器节点　的节能要求，多跳、对等的通信方式较之传统的单　跳　、主从通信方式更适合于无线传感器网络，同时　还可有效避免在长距离无线信号传播过程中所遇　到的信号衰落和干扰等各种问题。通过网关，传感　器网络还可以连接到现有的网络基础设施上，从而　将采集到的信息回传给远程的终端用户使用。