基于Zigbee的工业自动化控制系统数据通讯的研究(硕士)

基于Zigbee的工业自动化控制系统数据通讯的研究(硕士)(论文30000字)
摘 要
ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，主要用于近距离无线连接。ZigBee技术与其他几种无线通讯技术相比，突出特点是:功耗低、组网能力强、传输距离远、可靠性高、安全性好、成本低。国内已有很多高校和科研院所开展了这一领域的研究工作，但还没有哪一家企业及研究机构推出拥有自主知识版权的ZigBee协议栈和硬件模块，大多都是基于国外RF芯片和协议栈进行应用开发。
本课题的目标是实现一个基于ZigBee技术的针对性强、有自主知识产权的通讯模块。最终给出一个能为上层应用开发提供接口的通讯模块。为以后其它需要无线传输功能的项目提供成本低、使用容易的模块。从而使本课题具有一定科研价值外具有较好的应用价值。
在系统设计中，ZigBee通讯模块的硬件设计采用当前流行的开发板中较成熟的电路设计方案。
本课题的主要工作集中在ZigBee协议的实现上。先分析和研究了IEEE802.15.4标准和ZigBee协议标准的定义，根据各层的要求一一编写每个层的协议，最终实现ZigBee协议栈。ZigBee协议栈以函数的方式提供给其它项目调用。
关键词:无线通信  Zigbee  数据通信

Abstract
ZigBee technology is a new short-range, low-rate wireless network technology。 Compared with other wireless communication technology，ZigBee technology has some outstanding features： Low power consumption. Network capacity。Transmission distance、 High reliability、Good security Low cost、Many domestic universities and research institutes have a lot of research work in this field。 But they has no own intellectual property rights in either ZigBee protocol stack or hardware module，and that Most of them are based on for application development。
The goal of this project is the realization of a ZigBee technology-based communication module， which have independent intellectual property rights and can be targeted to use to some applications. By this project，we will get a wireless communication module。 This project will provide directly low cost，easy to use module for the project that need wireless communication modules。 So the project issue is not only the value of certain scientific research also has good value。
In system design, the hardware design of ZigBee communication module used the circuit design program of popular development board which is more mature。
The main work of the subject focused on the realization of ZigBee protocol。Firstly，we analyze and study the definition of protocol standards，ZigBee and IEEE802. 15.4 standards。And then, we compile each protocol based on the requirements of all levels one by one，and we stack will be used in some projects through the function achieved the ZigBee protocol stack。 The ZigBee protocol methods。
Key Words:  Wireless communications；ZigBee；the protocol stack

目录
摘 要    2
Abstract    3
第一章 前言    6
1.1 ZigBee技术概述    6
1.2 选题背景及其意义    6
1.3 国内外研究动态    8
1.4 课题研究内容    10
第二章 ZigBee协议总体分析    12
2.1 ZigBee协议简介    12
2.2 ZigBee特点    13
2.3 ZigBee网格结构    14
2.5 ZigBee无线传感器网络    17
2.6 Zigbee的工业自动化控制系统通讯的连接    19
第三章 系统架构及硬件设计    20
3.1 系统架构及总体设计    20
3.2 多网关传输系统的设计    21
3.3 ZigBee通信模块的硬件设计    23
3.4 终端节点的硬件设计    24
3.4.1 传感器终端节点    24
3.4.2 控制柜终端节点    26
3.5 路由节点的硬件设计    29
3.6 网关节点的硬件设计    29
3.7 本章小结    31
第四章 Zig Bee 无线传感器网络节点的软件设计    32
4.1 软件总体结构    32
4.2 控制柜终端节点的软件设计    33
4.3 路由节点的软件设计    36
4.4 网关节点的软件设计    38
4.5 本章小结    40
第五章 网络节点硬件与软件平台    41
5.1 硬件平台及开发环境概述    41
5.2 节点的软件设计    44
5.3 终端节点的设计    45
5.4 协调器与终端节点间的绑定    46
5.5 PC端上位机软件的设计    48
5.6 网络平台的设计与搭建    49
第六章  结论与展望    50
6.1 测试    50
6.2 课题总结    50
6.3 最终总结与展望    51
参考文献    52
致谢    54