ZigBee协议栈的无线传感执行网络构建VIP专享

1 ZigBee 技术及 ZigBee2006 协议栈简介 1．1 ZigBee 技术概述 ZigBee 技术是一种短距离、低速率的无线通信技术。由于其短距离、低速率及可以实时定位等特点，被广泛应用于医疗、智能家居、智能建筑、工业自动化、智能空间等领域。 1．2 ZigBee2006 协议栈简析 ZigBee 通信协议的基础是 IEEE 802．15．4。这是 IEEE 无线个人区域网工作组的一项标准，被称作 IEEE 802．15．4 标准。该标准定义了物理层(PHY)和媒体访问控制层(MAC)的标准。ZigBee联盟则定义了 ZigBee 协议的网络层(NWK)、应用层(APL)和安全服务规范。TI／Chipcon 公司在 IEEE 802．15．4 标准和 ZigBee 联盟所推出的 ZigBee2006 规范的基础上，发布了全功能的 ZigBee2006 协议栈，并通过了 ZigBee 联盟的认证。该协议栈全部用 C 语言编写，免费提供给用户，同时向后兼容。该协议栈在结构上分为应用层、网络层、安全层、MAC 层和物理层，每一层的函数都严格按照 IEEE 802．15．4 标准和 ZigBee2006 规范所规定的原语格式编写。与此同时，在协议栈内部还嵌入了一个操作系统，用于对任务进行统一的调度。对于用户而言，只需要了解应用层函数并进行恰当的调用，就可以构建功能完善、性能稳定的 ZigBee 无线网络。 2 系统方案设计 ZigBee 无线传感执行网络必须要有一个协调器作为整个网络的传输与控制中心，另外还要有若干路由器和终端节点。它有 3种最基本的连接方式：星状连接、网状连接和串状连接，如图 1 所示。 星状连接方式比较简单，只能组建包含较少节点的无线网络，各个终端节点通过协调器实现网络连接。网状连接中任意节点之间都可以传递信息。串状连接中增加了若干路由器，用于对数据进行转发。 在 ZigBee2006 全功能协议栈中，网络连接方式的选择可通过在 nwk_globals．c 和 nwk_globals．h 中对 STACK_PROFILE_ID 的设置来实现。STACK_PRO-FILE_ID 有 3 种量，分别对应着星状连接、网状连接和树状连接网络。系统在 nwk_globals．h 中加入如下语句，从而在家庭环境中构建星状结构的 ZigBee 无线传感执行网络： #define STACK_PROFILE_ID GENERIC_STAR 系统的整体结构如图 2 所示。 系统中布置有一个协调器与 PC 机相连，同时布置有若干终端节点或路由器，使其连接温度、湿度和光敏电阻等传感器来监测房间环境。另外，房间中还布置有一些终端节点与执行器连接，用于控制窗帘的开关、台灯的亮灭...