ZigBee协议栈深度解析与设计研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了ZigBee协议栈的分析与设计，作者为闫沫，专业为电路与系统，导师为卢贵主和周剑扬，完成于2007年5月1日，厦门大学。" ZigBee技术是一种短距离无线传感器网络标准，尤其在家庭自动化、商业建筑管理和工业生产管理领域有广泛应用。ZigBee标准由ZigBee联盟制定，该联盟由半导体制造商、技术提供商和原始设备制造商组成。该技术基于IEEE 802.15.4标准，涵盖了介质访问控制层（MAC）和物理层（PHY），并扩展至网络层、安全层和应用层，具备低功耗、低延迟和长电池寿命的优势。 Z-Stack是ZigBee协议栈的一种实现，是开发ZigBee应用的关键软件。论文首先概述了无线传感器网络的基本概念，特别是ZigBee技术的发展、优点以及国内外研究现状。接着，详细介绍了IEEE 802.15.4标准，包括其基本术语、网络拓扑和协议栈结构。 在协议栈软件总体设计部分，论文阐述了各层之间的通信机制、调度策略以及软件测试的方法。网络层（NWK）设计中，重点讨论了ZigBee网络层的路由搜索算法，以及节点如何加入、离开网络的过程。这些原语操作对于构建稳定可靠的网络至关重要。 MAC层设计则关注ZigBee介质访问控制层的功能，如冲突避免和数据传输等原语操作。MAC层是确保无线通信效率和可靠性的关键部分。物理层（PHY）设计部分，论文探讨了利用CC2430射频芯片实现的部分原语操作，这是硬件与协议栈软件交互的基础。 论文采用Chipcon公司的CC2430DB开发板和IAR公司的IAR Embedded Workbench for MCS.51作为开发工具，为实际应用提供了具体的实现平台。通过这样的设计，论文不仅深入剖析了ZigBee协议栈的各个方面，还提供了实际开发的参考和指导。 关键词：ZigBee，IEEE 802.15.4，协议栈 这篇论文的贡献在于，不仅对ZigBee技术及其协议栈进行了全面的理论分析，还提供了实用的设计方法和实践经验，对相关领域的研究和工程实践具有很高的参考价值。