论文部分内容阅读
随着计算机、无线通信网络技术的不断发展,物联网开始逐渐融入到我们的生活并深刻影响着社会发展的变革。“感知中国”战略口号的提出,使物联网成为中国十二五计划的三大战略规划之一,由此上升为国家战略,物联网遇到了前所未有的发展契机。ZigBee作为物联网无线传感器网络中的关键技术,以其短距离、低数据传输率、低成本、低功耗、高安全的优势,正在悄然兴起并逐渐走上成熟,成为物联网领域最有广阔前景的新技术之一。与此同时,基于IPv6与ZigBee相融合的互联网接入方案正成为当前业界研究的热点,并成为物联网技术解决方案的重要推动引擎。本文对ZigBee技术发展及研究现状做了简要阐述,并与物联网几种主流的无线短距离技术进行了分析和比较,结合IEEE802.15.4标准和ZigBee协议栈规范对ZigBee技术做了深入的研究和分析。详细阐述了IPv6与ZigBee无线传感网络融合发展的必要性和可行性,以ZigBee协议栈和IPv6协议栈为基础,系统的研究了ZigBee与IPv6融合技术,根据典型的基于IPv6的ZigBee接入互联网方案提出了ZigBee-IPv4/IPv6双栈远程监控系统方案,并从ZigBee低功耗、低速率的特性出发,以学校能源监控为研究背景,采用ZigBee无线短距离通信技术作为数据传输媒介,结合TI CC2530芯片及Z-Stack协议栈设计了终端传感器通信节点,以校园IPv4/IPv6栈网络为实验环境,并选取温度电压为实验数据对象,给出了ZigBee-IPv4/IPv6双栈远程监控的系统设计实验模型,实现了ZigBee网络与IPv4/IPv6双栈网络的互通互联。本文根据系统的功能需求、系统架构设计模型及系统组网方案,完成了ZigBee网络组建、协调器与基站串口通信设计、IPv4/IPv6网络通信设计、数据库设计和监控平台功能设计。ZigBee传感节点以CC2530为ZigBee射频芯片,采用Z-Stack为ZigBee的协议栈,完成了协调器组建网络、设备加入网络和设备间绑定的功能,实现了ZigBee网络通信;ZigBee协调器采用异步串行接口UART模式,基站串口采用CSerialPort多线程串口通信类,实现了ZigBee协调器与基站的串口通信;监控平台与基站通信采用C/S模型,通过IPv4/IPv6异步sokcet通信方式,完成了IPv4/IPv6环境的验证测试;数据库采用ADO技术实现对数据的存储;监控平台以数据化和图形化的方式对温度电压进行了直观的显示,并提供报警控制、历史查询等功能。在本文最后对系统进行了简单的测试,很好达到了预期目的。