基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信節(jié)點設計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是目前世界新興技術發(fā)展的主流方向之一，該項技術是多種先進技術的融合體。具有重要的科研價值和商業(yè)價值，在醫(yī)療護理、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控、定位跟蹤、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)環(huán)境監(jiān)測等領域都有廣泛的應用。在無線傳感器網(wǎng)絡中實現(xiàn)無線通信通常采用ZigBee技術，其通信距離相對短，且具有低成本、低功耗、建網(wǎng)可靠等特點。本文基于ZigBee技術在工業(yè)環(huán)境監(jiān)測上的應用設計實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信節(jié)點。針對工業(yè)參數(shù)監(jiān)測上要求做到實時、高效、處理及時、

2、準確可靠的特點，本文采用并行處理能力強且設計靈活的 FPGA作為節(jié)點的核心處理器。該設計能夠進一步拓展無線傳感在工業(yè)監(jiān)測領域的應用。
　　本文陳述了全世界在無線傳感器方面的最新研究進展，研究總結了ZigBee技術的發(fā)展歷程和 ZigBee協(xié)議棧的架構方式。設計了無線傳感器數(shù)據(jù)通信節(jié)點的FPGA控制基板和擴展模塊的硬件電路，實現(xiàn)了包括主串配置、串口通信、液晶顯示、靜態(tài)存儲、數(shù)模轉換等功能模塊?；谟布脚_的搭建，在 IAR軟件環(huán)境下

3、將ZigBee協(xié)議棧嵌入ZigBee無線射頻模塊中，在此基礎之上開發(fā)應用程序分別實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡中協(xié)調(diào)器和路由器的功能，并且相互之間在程序控制下能完成無線數(shù)據(jù)傳輸。在ISE軟件中編寫基于FPGA的系統(tǒng)控制程序實現(xiàn)與ZigBee射頻模塊的串口數(shù)據(jù)通信，同時將發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)顯示在LCD上，并且可將接收到的數(shù)據(jù)存入靜態(tài)存儲器中，并由 LED顯示當前的狀態(tài)。軟件設計實現(xiàn) ZigBee無線模塊間收發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度傳感數(shù)據(jù)的采集及串口傳輸由