基于四合一网关的无线传感网络组网技术课件.pptx

1、21234Contents Page目录页Contiki-OS 操作系统介绍IPV6无线传感网络WIFI无线传感网络蓝牙无线传感网络5ZigBee无线传感网络3一、Contiki-OS操作系统点击输入标题击输入标题点击输入标题简介4一、Contiki-OS操作系统点击输入标题击输入标题结构5一、Contiki-OS操作系统点击输入标题击输入标题点击输入标题结构6一、Contiki-OS操作系统点击输入标题击输入标题点击输入标题结构7一、Contiki-OS操作系统平台比较8二、IPV6无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题6lowWPAN技术9二、IPV6无线传感网络点击输入标题击输入

2、标题点击输入标题背景及意义10二、IPV6无线传感网络模型点击输入标题击输入标题点击输入标题应用层应用层传输层IPV6协议层适配层IEEE 802.15.4 MAC层IEEE 802.15.4 物理层 11二、IPV6无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题工作原理12二、IPV6无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题例子1.原MAC48地址为39-A7-94-07-CB-D0，从中间断开插入FF-FE，变为39-A7-94-FF-FE-07-CB-D0。2.第7个比特反转（从左往右数），变为3B-A7-94-FF-FE-07-CB-D03.加入网络前缀，若前缀为链路本地地址则网

3、络前缀为FE-80-00-00-00-00.IPV6地址最终为FE-80-00-00-00-00-00-00-3B-A7-94-FF-FE-07-CB-D0 可简写为FE80:3BA7:94FF:FE07:CBD013三、WIFI无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题WIFI技术14三、WIFI无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题优点15三、WIFI无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题网络结构16三、WIFI无线传感网络网络结构点击输入标题击输入标题点击输入标题无线传感器网络节点采集采集系统系统ARM控制器控制器WIFI无无线线模模块块中继站无线AP中继站无线AP计

4、算机网络接口17三、WIFI无线传感网络匹配流程开始WIFI设备初始化通过输入AT指令设置WIFI设备的参数连接WIFI AP设备数据传输STA模式开始WIFI设备初始化通过输入AT指令设置WIFI设备的参数被动连接WIFI STA设备数据传输AP模式设置AP18四、蓝牙无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题蓝牙技术19四、蓝牙无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题网络结构20四、蓝牙无线传感网络网络结构点击输入标题击输入标题点击输入标题无线传感器网络节点采集采集系统系统ARM控制器控制器蓝蓝牙牙无无线线模模块块slaver接入点master计算机网络接口21四、蓝牙无线传感网

5、络匹配流程开始蓝牙设备初始化通过输入AT指令设置蓝牙设备的参数扫描周围蓝牙设备数据传输主模式开始蓝牙设备初始化通过输入AT指令设置蓝牙设备的参数数据传输从模式被动连接蓝牙从设备22五、ZigBee无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题ZigBee技术23五、ZigBee无线传感网络点击输入标题击输入标题点击输入标题优点24五、ZigBee协议栈点击输入标题击输入标题点击输入标题结构25五、ZigBee协议栈点击输入标题击输入标题点击输入标题应用层网络层MAC层物理层结构26Z-Stack协议栈点击输入标题击输入标题点击输入标题u Z-Stack是美国德州仪器（TI）公司推出的支持Zig

6、Bee开发的一组基于轮转查询的协议栈；u Z-Stack符合ZigBee 2006规范，支持多种平台，其中包括面向 IEEE 802.15.4/ZigBee的CC2530片上系统解决方案以及 TI MSP430超低功耗MCU。27Z-Stack协议栈点击输入标题击输入标题点击输入标题28Z-Stack协议栈点击输入标题击输入标题点击输入标题u 协调器：协调器：协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PAN ID)，随后启动整个网络。u 路由器：路由器：路由器的功能主要是：允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的终端设备的通讯。u 终端设备终

7、端设备：终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒。29五、Z-Stack协议栈点击输入标题击输入标题点击输入标题u地址：地址：Z-Stack定义两类地址，一类是64位IEEE地址，即MAC地址，另一类是16位网络地址。ZigBee有两种地址分配方式：分布式分配和随机分配；ZigBee 2006和2007使用分布式寻址方式；ZigBee 2007 Pro采用随机地址分配方式uZ-Stack 使用分布式寻址方案来分配网络地址，保证地址的唯一性和相互关系。u在每个路由加入网络之前，地址分配需要知道和配置一些参数，这些参数是MAX_DEPTH、MAX_CHILDREN、MAX_ROUT

8、ERS。uZigBee2006协议栈已经规定了这些参数的值：MAX_DEPTH=5，MAX_ROUTERS=6和MAX_CHILDREN=20。30Z-Stack协议栈寻址点击输入标题击输入标题点击输入标题uMAX_DEPTH决定了网络的最大深度。协调器(Coordinator)位于深度0，它的儿子位于深度1，他的儿子的的儿子位于深度2，以此类推。uMAX_DEPTH参数限制了网络在物理上的长度。MAX_CHILDREN决定了一个路由(Router)或者一个协调器节点可以处理的儿子节点的最大个数。uMAX_ROUTER决定了一个路由(Router)或者一个协调器(Coordinator)节点可

9、以处理的具有路由功能的儿子节点的最大个数。这个参数是MAX_CHILDREN的一个子集，终端节点使用(MAX_CHILDREN MAX_ROUTER)剩下的地址空间。31五、Z-Stack协议栈点击输入标题击输入标题点击输入标题uPANID(Personal Area Network ID)网络标识符：是针对一个或多个应用的网络，用于区分不同的ZigBee网络。所有节点的PANID唯一，一个网络只有一个PANID（14位），它是由PAN协调器生成的，PANID是可选配置项，用来控制 ZigBee路由器和终端节点要加入那个网络。u文件f8wConfg.cfg中的ZDO_CONFIG_PAN_ID

10、 参数可以设置为一个 00 x3FFF 之间的一个值。协调器使用这个值，作为它要启动的网络的PAN ID。而对于路由器节点和终端节点来说只要加入一个已经用这个参数配置了PAN ID的网络，如果要关闭这个功能，只要将这个参数设置为0 xFFFF。32Z-Stack协议栈目录点击输入标题击输入标题点击输入标题uZ-Stack协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一起，以函数的形式实现，并给用户提供一些应用层API供用户调用。协议栈体系分层架构与协议栈代码文件夹对应表如下：。33Z-Stack协议栈目录点击输入标题击输入标题点击输入标题34如何使用Z-Stack协议栈？点击输入标题击输入标题点击输入标

11、题 既然ZigBee协议栈已经实现了ZigBee协议，用户就可以使用协议栈提供的API进行应用程序的开发，在开发的过程中完全不必关心ZigBee协议的具体实现细节，只需要关心一个核心问题：应用程序数据从哪里来到哪里去。下面举例，当应用程序需要进行数据通信是，需要按照如下步骤实现：1.调用协议栈提供的组网函数、加入网络函数，实现网络的建立与节点的加入；2.发送设备调用协议栈提供的无线数据发送函数，实现数据的发送；3.接受端调用协议栈提供的无线数据接受函数，实现数据的正确接受；35如何使用Z-Stack协议栈？点击输入标题击输入标题点击输入标题ZigBee 2007协议栈中，提供的数据发送函数如下

12、：afStatus_t AF_DataRequest(afAddrType_t*detAddr,endPointDesc_t*srcEP,uint16 cID,uint16 len,uint8*buf,uint8*transID,uint8 options,uint8 radius)AF_DataRequest()函数中最核心的两个参数：36如何使用Z-Stack协议栈？点击输入标题击输入标题点击输入标题u用户调用该函数即可实现数据的无线发送，至于调用该函数后，如何初始化硬件进行数据发送等工作，用户不需要关心，ZigBee协议栈已经将所需要的初始化工作初始化了，这就类似于学习TCP/IP网络编程时，用户只需要调用相应的数据发送、接受函数即可，而不必关心网卡驱动具体实现细节。37谢谢聆听THANK YOU FOR YOUR ATTENTIONTHANK YOU FOR YOUR ATTENTION