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基于Zigbee技术的无线传感网络研究
作者：杨萌 赵亮
来源：《电子技术与软件工程》2015年第01期
随着科学技术的发展，无线通讯技术逐渐应用于社会的很多领域，Zigbee技术便是一种相对较新的无线通讯技术，主要应用于短距离传输。本文以Zigbee技术协议与Zigbee网络体系的简介为研究基点，分析Zigbee无线网络组网以及基于Zigbee的无线传感网络，最后提出基于Zigbee技术无线传感网络设计仍存在的不足，以期该技术能够发展得更加完善。 【关键词】Zigbee 无线传感网络 研究
无线传感网络技术是当前一种比较先进的传输技术，逐渐受到社会大众的普遍关注。对于无线传感网络技术来讲，绝大多数对传输设备的要求较高，需要具备成本低廉且能耗较小等优势，而Zigbee技术，则恰恰满足了无线传感网络技术传输设备的这一基本要求，且Zigbee技术还具备网络信息容量很大、与其他设备兼容性强、数据传输过程快速安全等特点，是当前比较好的一种传输设备。
1 Zigbee协议及Zigbee网络体系简介 1.1 Zigbee协议
Zigbee技术是近年来新兴的一种无线传感网络传输技术，具有传输距离较近、过程简单、能耗较小、节省成本等特点，从性质上看，其是一种双向的无限通讯技术，在应用过程中，主要服务于规模较小、成本较低的无线网络，对其进行网络连接与相关控制[1]。相较于传统无线通信，Zigbee技术更能够在数据信息传输量较少、成本投资较低、但拥有较高网络完全性且电源无法频繁转换的场合发挥作用。在工业领域中，使用以Zigbee技术为基础的传感器网络，能够大大方便相关数据的采集与整合。 1.2 Zigbee网络体系
在整个Zigbee网络体系中，想要使其能够量化表现，可以使用相关层次的方式来完成。每个层之间都需要在保障本职任务高质量完成的基础上，为其所在的上层供应其所需要的服务，而相应的逻辑链路则可以用于两个层之间的连接。在Zigbee网络体系统，主要可以分为物理、网络、MAC、应用等多个层次，对于Zigbee的协议网络来说，其结构组成的相关要素相对简单，而MAC与物理两个层次，则需要采用IEEE802.15.4协议。 2 Zigbee无线网络组网
Zigbee技术大体上能够对三种大网络拓扑结构提供支持，根据形状可将其命名为网状网络、星型网络以及树状网络。在网状网络中，路由器的主要工作策略是分级路由，将其内部所
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拥有的数据和信息传送出去；星型网络主要由Zigbee技术作为控制系统的操作调控者，作用于网络的初始化，并为网络中的相关设备提供技术维护；而树状网络则主要作用于整个网络的启动预计相关参数的设置。在Zigbee技术中，其网络能够容纳的数据信息量相对庞大，而其所执行的任务需要根据特征的不同分配到不同的层次中完成，其程序的执行则需要以源语为依托。
3 基于Zigbee的无线传感网络 3.1 Zigbee技术的无线网络相关配置
在进行无线传感网络设计时，运用较多的是Zigbee技术中的星型网络，在配置方面，该网络主要由一个主设备与多个从设备组成。其中，主设备是一种能够帮助Zigbee技术的相关功能在无线网络中实现的完整功能设备，英文全称Full Functional Device，简称FFD；而从设备是主设备经过简化后的精简设备，英文全称Reduced Function Device，简称RFD。主设备也可以称之为协调器，其主要服务于网络数据的路由和管理，而从设备也可以称之为终端设备，主要服务于数据的收发。
3.2 相应的硬件选择及网络结构
在该系统设计中，需要进行选择的主要硬件有LPC2138以及MCI13192。以LPC2138为例，该硬件实际上是一种微控制器，能够完成仿真与嵌入式的实时跟踪，该设备还拥有一个用于存储flash的存储装备。在进行选择的过程中，需要选择的存储接口需要拥有128位宽度，以及与设备想使用的加速结构，以保障其在运行过程中，32位的相应代码也能够顺利运行。该设计主要运用C语言进行代码编写，运用AXD以及codewarrior完成整个系统的编译与下载安装，在系统初始化完成之后，便能够实现程序接手与发送数据的任务。 4 基于Zigbee技术无线传感网络设计仍存在的不足
现阶段，基于星型网络的无线传感网络虽然能够做到完成相关数据的接收与发送，在失误率方面也相对较低，但是，该设计在当前阶段仍然存在一定的不足，主要表现为在实际应用过程中，在事件的监测方面还存在一定的偶然性；在安全性方面也表现出一定的欠缺；另外，该设备是只针对星型网络的相关配置起作用，主要服务于有信标的网络，而对于有信标的网络配置目前仍没有有效支持。 5 结论
在无线传感网络得到普遍应用的今天，Zigbee技术的应用为无线传感网络的发展提供了新途径，在应用Zigbee技术的过程中，不仅要看到其所表现出来的优势，还需要看到当前的不足，并在未来研究与发展中不断完善。 参考文献
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[1]许森，黄东，丁维明.基于MC13192的无线传感器网络节点设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2013，08（15）：218-219.
[2]谭劲，康顺利，金宁.一种基于OLSR的传感网络再编程可靠与能量有效传输协议[J].传感技术学报，2014，06（22）：187-188.
[3]魏延，曹长修，唐政等.利用ZigBee技术构建无线传感器网络[J].重庆大学学报（自然科学版），2011，07（15）：203-204. 作者单位
中国科学院电子学研究所 北京市 100190