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基于ARM7平台的zigbee协议MAC层的实现与改进

作　者: 贾灵利
导　师: 刘全利
学　校: 大连理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 无线传感器网络 Zigbee 介质访问控制 TinyOS CSMA/CA 时间同步
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要

无线传感器网络集成了传感、检测、近距离无线通信、网络化信息处理和低功耗设计等技术,具有广泛的潜在应用空间,曾被评为21世纪影响人类生活的十大技术之一WSN已经越来越多地应用于军事和民用领域,有关无线传感器网络的关键技术也逐渐成为当今的研究热点。IEEE 802.15.4工作组在Zigbee方案被提出后开始了一种低速率的无线通信协议的制定工作。最终IEEE 802.15.4工作组和Zigbee联盟决定共同制定一种新的通信协议标准,这个标准被正式命名为“Zigbee”本文主要围绕Zigbee协议的MAC层实现进行研究,并在此基础之上对MAC层的部分功能进行改进,以优化网络的性能。其主要内容：1.对Zigbee通信协议MAC层进行实现。详细介绍了协议实现的软件和硬件平台,MAC层的总体设计,并根据MAC层的具体功能进行详细的实现方法介绍以及对MAC层功能进行实际的验证。2.MAC层信道访问机制和时间同步机制的改进。本文充分考虑了无线传感器网络竹点低成本、低功耗、低速率、高时间同步精度的特点,对MAC层的CSMA/CA信道访问机制以及时间同步机制进行改进,在网络获得较大的吞吐量和较高的时间同步精度的同时,也降低了节点的功耗,充分发挥出无线传感器网络的优点。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 引言  8
  1.2 无线传感器网络概述  8-11
    1.2.1 无线传感器网络的体系结构  8-9
    1.2.2 无线传感器网络的主要技术特点  9-10
    1.2.3 无线传感器网络的应用  10-11
  1.3 选题背景及意义  11
  1.4 本文主要工作内容  11-13
2 Zigbee协议栈介绍  13-17
  2.1 概述  13
  2.2 Zigbee协议栈架构及拓扑结构  13-15
  2.3 Zigbee技术的特点  15
  2.4 Zigbee技术应用领域  15-16
  2.5 本章小结  16-17
3 Zigbee协议MAC层基本功能实现  17-42
  3.1 实现平台DLUTWIA-PA介绍  17
  3.2 嵌入式操作系统TinyOS及NesC语言介绍  17-19
  3.3 MAC层总体设计  19-29
    3.3.1 MAC层标准及功能介绍  19-21
    3.3.2 MAC层设计方案  21-29
  3.4 MAC层功能实现  29-41
    3.4.1 信道访问机制的实现  29-33
    3.4.2 PAN的建立和运行机制的实现  33-35
    3.4.3 关联和解关联的实现  35-37
    3.4.4 GTS分配和管理机制的实现  37-40
    3.4.5 PAN同步机制的实现  40-41
  3.5 本章小结  41-42
4 MAC层时间同步机制的改进  42-53
  4.1 现有的主要时间同步算法介绍  42-43
  4.2 改进时间同步算法描述  43-47
    4.2.1 软时钟构造  43-44
    4.2.2 时间戳标记  44-45
    4.2.3 算法描述  45-47
  4.3 算法实验验证及对比  47-52
    4.3.1 验证方案  47-48
    4.3.2 算法验证  48-52
  4.4 本章小结  52-53
5 CSMA/CA信道访问机制的改进  53-61
  5.1 CSMA/CA信道访问机制分析  53-55
  5.2 改进CSMA/CA机制描述  55-56
  5.3 改进机制性能仿真及性能对比  56-58
  5.4 改进机制平台验证  58-60
  5.5 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-64
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  64-65
致谢  65-66

基于ARM7平台的zigbee协议MAC层的实现与改进

内容摘要

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