zigbee的设施环境自适应信息采集与
3近年来，研究者们在设施农业领域提出了一些低功耗方案，但由于设备兼容性、成本、算法复杂度等问题，目前还难以在设施农业领域的进行具体应用。因此，具有可靠性高、成本低，应用层程序易编写等优势的ZigBee协议栈和tiny-os等技术得到了广泛关注。本文研究了低功耗的设施环境自适应采集与透传技术。该监测系统在有效降低网络功耗的同时满足设施环境监测的实时性、完整性和精确性的要求，从而为设施农业领域的环境监测系统设计提供新的有效方法和设计思路。
4．3 .1 ZigBee协议栈的目录结构 15
4．3 .2 自定义应用的初始化 16
4．3 .3 事件处理函数 17
4．3 .4 数据发送函数 18
5 系统总体调试，总结与展望 20
5.1 系统测试 20
5．1 .1 硬件测试 21
5．1 .2 组网测试 22
5．1 .3 温度数据采集测试 23
5.2 本文总结 23
5.3 工作展望 23
致谢 23
参考文献 24
附录A ：实现代码 27
基于ZigBee的设施环境自适应信息采集与透传控制技术研究
网络工程 刘洋
指导教师 沈毅
The Technological Research on Environments of Facility through Adaptive Information Collection and Transmission Control Which is based on ZigBee
Student majoring in Network Engineering LiuYang
Tutor ShenYi
Abstract：In recent years, researchers made some lowpower plans in the field of agricu *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
ltural facilities. However, device compatibility, cost and complexity of the algorithm and other issues, is still difficult to access specific applications in the field of agriculture. Therefore, high reliability, low cost, easy to write the application layer program and other advantages of ZigBee protocol stack and tinyos technology has been widespread concerned. This passage indicates the lowpower facilities acquisition and passthrough environment adaptive technology. The network monitoring system is designed to reduce power consumption while meeting the realtime environmental monitoring facilities, completeness and accuracy requirements, thus providing new and effective methods and environmental monitoring system designed facilities for the agricultural sector.
Key words: environments of facility;transmission control ;adaptive information collection
引言 近年来研究者们在无线传感网络路由方面也提出了一些低功耗方案[1,2]，但由于设备兼容性、成本、算法复杂度等问题，目前还难以在设施农业领域的进行具体应用，因此，具有可靠性高、成本低，应用层程序易编写等优势的ZigBee协议栈和tionyos等技术得到了广泛关注，并成为了研究和应用的焦点。针对无线传感网络在设施农业中所要求的精准性和低功耗的要求，本项目研究在ZigBee架构下的一种低功耗的自适应采集和透明传输的监测系统。该监测系统在有效降低网络功耗的同时满足设施环境监测的实时性、完整性和精确性的要求，从而为设施农业领域的环境监测系统设计提供新的有效方法和设计思路。
绪论
ZigBee技术的研究背景
1．1．1 ZigBee特点
与常见的几种无线通信技术相比，ZigBee特点较为突出, 主要体现在芯片成本和功耗方面, 特点如下[3]:
功耗低
ZigBee技术具有发射功率小，传输速率低的特点,并且能够进行能量检测与链路质量指示,ZigBee设备还能自动调节信号发射功率,不仅能保证链路通讯质量而且能降低能耗。待机模式下,普通的干电池即可维持一个设备运行数月。与另外几种无线通信技术相比, 蓝牙设备能够持续工作几周、WiFi耗能较大，仅能维持工作几个小时。在某些偏远地区，频繁给设备补充能量并不现实，可见ZigBee技术在功耗上拥有巨大优势，免去了经常充电或者频繁更换电池的麻烦。
(2)成本低
ZigBee技术的另一个优点是成本低。首先ZigBee技术无需缴纳专利费，这极大的降低了费用，并且芯片体积小，制造成本低，而且随着生产工艺的发展，制造成本将会更低。
(3)传输频段及传输速率
ZigBee底层协议采用了IEEE802.15.4标准，该标准定义了868MHz、915MHz和2.4GHz工作频段。其中2.4GHz频段最为常用，用户不用提前申请，可以自由使用这个频率，有16个信道可供用户自由使用，传输速度为250kbps。
(4)近距离
相邻节点之间的传输距离较近，一般在10～100米之间,提高发射功率后,传输范围扩大至1～3公里。如果采用路由器接力或者增加增益天线,传输范围可以更远。
(5)时延短
ZigBee从睡眠状态转换到工作状态只需要15ms,设备加入网络需要30ms,时延短同样节省了电能。
(6)容量大
组网上，ZigBee设备可组成多种常见拓扑。一个协调器节点最多可控制两百多个节点。第n层节点可控制第n+1层的节点,ZigBee技术最多可构成拥有6万多个节点的大型网络，适合那些对网络容量要求很高的传感器网络。
4．3 .1 ZigBee协议栈的目录结构 15
4．3 .2 自定义应用的初始化 16
4．3 .3 事件处理函数 17
4．3 .4 数据发送函数 18
5 系统总体调试，总结与展望 20
5.1 系统测试 20
5．1 .1 硬件测试 21
5．1 .2 组网测试 22
5．1 .3 温度数据采集测试 23
5.2 本文总结 23
5.3 工作展望 23
致谢 23
参考文献 24
附录A ：实现代码 27
基于ZigBee的设施环境自适应信息采集与透传控制技术研究
网络工程 刘洋
指导教师 沈毅
The Technological Research on Environments of Facility through Adaptive Information Collection and Transmission Control Which is based on ZigBee
Student majoring in Network Engineering LiuYang
Tutor ShenYi
Abstract：In recent years, researchers made some lowpower plans in the field of agricu *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
ltural facilities. However, device compatibility, cost and complexity of the algorithm and other issues, is still difficult to access specific applications in the field of agriculture. Therefore, high reliability, low cost, easy to write the application layer program and other advantages of ZigBee protocol stack and tinyos technology has been widespread concerned. This passage indicates the lowpower facilities acquisition and passthrough environment adaptive technology. The network monitoring system is designed to reduce power consumption while meeting the realtime environmental monitoring facilities, completeness and accuracy requirements, thus providing new and effective methods and environmental monitoring system designed facilities for the agricultural sector.
Key words: environments of facility;transmission control ;adaptive information collection
引言 近年来研究者们在无线传感网络路由方面也提出了一些低功耗方案[1,2]，但由于设备兼容性、成本、算法复杂度等问题，目前还难以在设施农业领域的进行具体应用，因此，具有可靠性高、成本低，应用层程序易编写等优势的ZigBee协议栈和tionyos等技术得到了广泛关注，并成为了研究和应用的焦点。针对无线传感网络在设施农业中所要求的精准性和低功耗的要求，本项目研究在ZigBee架构下的一种低功耗的自适应采集和透明传输的监测系统。该监测系统在有效降低网络功耗的同时满足设施环境监测的实时性、完整性和精确性的要求，从而为设施农业领域的环境监测系统设计提供新的有效方法和设计思路。
绪论
ZigBee技术的研究背景
1．1．1 ZigBee特点
与常见的几种无线通信技术相比，ZigBee特点较为突出, 主要体现在芯片成本和功耗方面, 特点如下[3]:
功耗低
ZigBee技术具有发射功率小，传输速率低的特点,并且能够进行能量检测与链路质量指示,ZigBee设备还能自动调节信号发射功率,不仅能保证链路通讯质量而且能降低能耗。待机模式下,普通的干电池即可维持一个设备运行数月。与另外几种无线通信技术相比, 蓝牙设备能够持续工作几周、WiFi耗能较大，仅能维持工作几个小时。在某些偏远地区，频繁给设备补充能量并不现实，可见ZigBee技术在功耗上拥有巨大优势，免去了经常充电或者频繁更换电池的麻烦。
(2)成本低
ZigBee技术的另一个优点是成本低。首先ZigBee技术无需缴纳专利费，这极大的降低了费用，并且芯片体积小，制造成本低，而且随着生产工艺的发展，制造成本将会更低。
(3)传输频段及传输速率
ZigBee底层协议采用了IEEE802.15.4标准，该标准定义了868MHz、915MHz和2.4GHz工作频段。其中2.4GHz频段最为常用，用户不用提前申请，可以自由使用这个频率，有16个信道可供用户自由使用，传输速度为250kbps。
(4)近距离
相邻节点之间的传输距离较近，一般在10～100米之间,提高发射功率后,传输范围扩大至1～3公里。如果采用路由器接力或者增加增益天线,传输范围可以更远。
(5)时延短
ZigBee从睡眠状态转换到工作状态只需要15ms,设备加入网络需要30ms,时延短同样节省了电能。
(6)容量大
组网上，ZigBee设备可组成多种常见拓扑。一个协调器节点最多可控制两百多个节点。第n层节点可控制第n+1层的节点,ZigBee技术最多可构成拥有6万多个节点的大型网络，适合那些对网络容量要求很高的传感器网络。
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