基于ZigBee无线传感网节点的设计与通信
刘博（河南牧业经济学院信息与电子工程系河南郑州450044）
摘要：本文介绍了基于IEEE802．15．4的无线通信协议ZigBee协议结构及其技术特点，提出了无线传感器网络WSN通用节点的基本构架，设计了一种具有实用价值的通用节点软硬件平台，给出了系统的设计的方案，并从硬件和软件两方面解决了节点的功耗问题，实验结果表明该方法有效的降低了节点的功耗。关键词：无线传感器网络；ZigBee协议；节点
一、无线传感网络概述
WSN是wirelessse
sor
etwork的简称，即无线传感器网络。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。1、无线传感网网络结构无线传感器网络系统通常包括传感器节点se
sor
ode、汇聚节点si
k
ode和管理节点ma
ager
ode大量传感器节点随机部署在监测区域se
sorfield内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。2、无线传感网节点结构无线传感器网络节点一般由数据采集单元、处理单元、传输单元、电源及其他组件构成。数据采集单元：包括传感器和A／D转换模块，用于感知、获取监测区域不同传感形态的信息，将其转换为数字信号。数据处理单元：包括处理器、存储器等，负责控制和协调节点各部分的工作，存储和处理自身采集以及其他节点发送的数据。数据传输单元：由无线通信模块组成，负责与其他传感器节点进行通信，交换控制信息和收发采集数据。
f电源：通常采用微型电池，为节点提供工作能源。此外，传感器节点还可以包括辅助单元，如定位系统、执行或移动机构。3、传感器节点的限制与解决方案传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在以下一些现实约束：电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限等。针对以上问题，本文设计了一种具有实用价值的通用节点软硬件平台，节点通信采用短距离无线技术即ZigBee技术，它是基于IEEE802154标准的低功耗局域网协议。采取以下几种措施来降低能耗：通过降低工作频率、保证系统可靠工作前提下选用较低的工作电压、将未用的空闲引脚接地等。
二、节点设计与系统的实现
1、系统结构无线传感器网络节点是一个微型化的嵌入式系统，构成r