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基于Zigbee的短距离无线通信技术研究

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摘要

ZigBee协议是一种近年来发展起来的无线通信协议。因为该协议具有传输距离短、功耗非常低、成本低等优点,该协议得到了迅速的发展,并且在各行各业中都得到了很广泛的应用,如在工业控制领域、消费类电子领域、家庭自动化领域以及农业自动化领域都得到了很好的应用。目前正逐步走向成熟并逐渐成为了无线传感器网络的首选网络协议。新一代射频芯片的生产,也为Zigbee协议的推广产生了积极的影响,特别是德州仪器CC2430的出现,使ZigBee的发展与应用步入了一个崭新的时代。
　　 本论文介绍了ZigBee技术的发展现状,对IEEE802.15.4/ZigBee的协议栈做了分析。立足于CC2430芯片,给出了基于ZigBee的短距离无线通信系统的具体实现过程,包括各硬件模块的设计原理、电路原理图及主要模块的详细实现过程。最后,指出了本文的不足及今后需要改进的方向。其中本文重点包括以下四个方面:
　　 1.对基于ZigBee的无线通信系统进行了简略的概述,描述了ZigBee技术的发展及研究现状,分析了ZigBee技术的发展趋势和研究意义。
　　 2.介绍了ZigBee技术的标准和ZigBee技术的优势,详细介绍了ZigBee协议框架结构,并对该协议的各层做了详细的论述,将ZigBee技术与其他几种无线通信技术进行比较,分析了各种无线通信技术的优缺点以及Zigbee用于无线通信的优势,给出了ZigBee技术的应用范围,并结合应用实例给出了简略的分析。
　　 3.详细介绍了ZigBee的收发器CC2430。介绍了CC2430的功能特点和结构,然后对该芯片的各功能引脚做了详细说明,对CC2430内部的一些重要模块做了详细的说明,主要包括:片上8051内核、芯片无线收发模块、电压模块、CC2430的存储器结构、CC2430的电流管理单元。
　　 4.给出了短距离无线通信系统的总体设计方案;针对总体设计方案,对该通信系统进行了硬件设计,包括CC2430核心电路模块、RS-232接口模块、电源模块、复位电路、JTAG电路的设计;对该通信系统进行了软件模块的设计,系统的软件设计,采用模块化的设计思想,将整个软件系统分为:主程序模块、接收模块、发送模块、串口模块、显示模块,并对每个模块进行了相应代码的编写;对所设计的无线通信系统进行了简单通信测试,并给出了测试结果。

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