传感器无线互联标准及实现
摘要：介绍了IEEE802.15.4标准的概念、产生背景、特点、构件及体系结构、发展前景，并探讨了基于IEEE802.15.4标准传感器的实现，对其实现的问题给出了解决方案。关键词：IEEE802.15.4 Zigbee协议 传感器
为了满足类似于传感器的小型、低成本设备无线联网的要求，2000年12月IEEE成立了IEEE802．15．4工作组，致力于定义一种供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术。802．15．4无线发射／接收机及网络被Motorola、Philips、Eaton、Invensys和Honeywell等公司极力推崇。同时，也吸引了其他标准化组织的注意。IEEEl451工作组已考虑在IEEE802．15．4标准基础上实现传感器网络(Sensor Networks)。
产品的方便灵活、易于连接、实用可靠及可升级换代是市场的驱动力。802．15．4主要应用于工业控制、远程监控和楼宇自动化领域。传感器网络是其主要市场对象。将传感器与802．15．4设备组合，进行数据收集、处理和分析，就可以决定是否需要或何时需要用户操作。其应用实例包括恶劣。环境下的检测，诸如涉及危险的火和化学物质的现场、监测以及维护正在旋转的机器等。在这些应用上，一个802．15．4网络可以极大地降低新传感器网络的安装成本，简化对现有网络的扩充。
1 802．15．4协议架构及其技术特点
IEEE802．15．4满足国际标准组织(ISO)开放系统互连(OSI)参考模式。它定义了单一的MAC层和多样的物理层(如图1所示)，表1中概括了802．15．4的一些特点。Zigbee联盟制定了MAC层以上协议，其协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。
表1 IEEE802.15.4标准的主要技术特征
复杂程度比现有标准低通信时延≥15ms目的只支持数据通信功耗约45μA频段、数据率及信道数868MHz：20kbps 1925MHz:40kbps 10
2.4GHz:250kbps 16MAC的控制方式星型网络对等网络每个网络支持节点数65536寻址方式64bit IEEE地址
8bit 网络地址连接层结构开放式温度-40℃～-85℃传输范围室内：10m速率
250kbps;+0dBm TX室外：30m-75m速率40kbps，300m速率20kbps应用传感器、玩具、控制领域……
物理层：IEEE802．15．4定义了2．4GHz物理层和868／915MHz物理层两个物理层标准，它们都采用了DSSS(Direct Seq
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