基于Zigbee的无线数据传输系统设计

目  录

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中文摘要 Ⅵ

英文摘要 Ⅶ

前　　言 Ⅷ

1  理论基础 1

1.1 Zigbee协议概述 1

1.1.1 IEEE 802.15.4 1

1.1.2  网络配置 2

1.1.3   网络关联 2

1.1.4  端点、接口、群集、属性和配置文件 3

1.1.5  端点绑定 4

1.1.6  数据传输机制 5

1.2   Zigbee现状以及应用领域 5

1.2.1  Zigbee与Bluetooth协议的比较 6

1.2.2  无线传感器网络的应用 6

2 硬件设计 8

2.1  基于CC2420的RF卡结构以及模块 8

2.1.1  CC2420无线收发模块 8

2.1.2   CC2420内部结构 8

2.1.3   CC2420外围电路 9

2.1.4   RAM区的读写 10

2.2  IEEE 802.15.4调制方法 12

2.3  解调器、符号同步和数据判定 14

2.4  数据帧结构 15

2.5  4线串行配置和数据接口 16

2.5.1  引脚配置 16

2.5.3  状态字节 17

2.5.4  选通命令 17

2.5.6  FIFO存取 18

3  系统电路设计 19

3.1  微控制器接口和引脚描述 19

3.1.1  配置接口 19

3.1.2  访问方法 20

3.1.3  寄存器控制软件接口设计 21

4  测试 23

4.1  发送数据 23

4.2  数据接收 23

4.3  读数据 24

5  总结与展望 28

5.1  结论 28

5.2   展望 29

致  谢 31

附录（程序源代码及注释） 32

基于Zigbee的无线数据传输系统设计

[摘要] 随着无线网络技术的快速发展,许多本来存在的网络服务逐渐走向成熟。近几年来,IEEE802.11无线局域网络的普遍以及IEEE802.16无线宽带网络的商业标准化都使得无线网络技术越来越重要,也有越来越多的相关应用和产品出现。目前,基于IEEE802.15.4协议的无线传感器网络,开始成为被广泛讨论和研究的课题之一。 IEEE802.15.4是一个新兴的无线通讯协议,它确定了低速个人区域网络标准,定义了物理层PHY和介质访问层MAC。Zigbee协议在PHY和MAC层的基础上对网络层NWK进行了具体定义,为应用层提供API函数。 Zigbee无线传感器网络将传感器技术、通讯技术和计算机技术结合在一起,具有信息采集、传输和处理的能力。传感器网络最初是由于军事需要而发展起来的,随着传感器网络技术的逐步发展,它的应用也越来越广泛,现在已从军事防御普及到社会的各个领域。本课题通过采用C51单片机和无线收发模块CC2420搭建了一个传感器网络。试验和应用结果表明,这种传感器网络成本低,工作稳定,可以用于一些小型任务中。为了进一步提高节点的处理能力和通信能力,未来还将做进一步改进。

[关键词] ZigBee、IEEE802.15.4、CC2430、C51单片机、低速率、低功耗、无线传感器网络