论文部分内容阅读
ZigBee技术是一种基于IEEE8.2.15.4协议标准的短距离无线通信技术,它具有低成本、低复杂度、低数据速率、低功耗和网络容量大等特点,能够广泛应用于家庭网络、工业控制、医用设备控制、工业无线定位、消费电子、汽车自动化、楼宇自动化等多个领域。ZigBee技术能够支持多种网络拓扑结构,具有强大的组网功能。通过网络中的路由节点的接力方式传输,ZigBee技术可组成高路由深度和大规模网络节点的自组织自愈合功能的无线通信网络。目前对ZigBee技术的研究主要集中在各协议层的算法设计、协议栈的研发和应用前景的研究等方面,对具体ZigBee网络的网络性能研究比较少。本文主要研究了ZigBee路由实现方式及测量分析ZigBee网络的通信性能,为具体ZigBee组网应用提供依据。本文首先介绍了ZigBee技术的应用前景及其技术特点,简单介绍了其他常用的短距离无线通信技术,分析了ZigBee技术的优势,并详细叙述了ZigBee物理层、媒体访问控制层、网络层和应用层等协议框架的架构及功能。其次,详细介绍了ZigBee网络节点功能、网络拓扑结构及网络组网过程,深入研究了ZigBee网络树状路由算法(Cluster-tree)、AODVjr算法、ZigBee多级路由算法设计及其实现的详细过程。接着,在实验室环境里构建一个ZigBee无线网络,测试该ZigBee网络的网络路径容量、网络时延和网络丢包率等网络性能参数,并分析了其网络性能。最后,构建一个多级路由的ZigBee温湿度监测系统网络,测量并分析该网络的测量数据,为ZigBee无线温室监测系统网络与ZigBee无线楼宇火警预防监测系统网络等更大规模的ZigBee的无线监测网络提供了参考依据,为具体ZigBee组网应用提供了参考依据。