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随着无线传感器网络技术的快速发展,越来越多的传感器应用被投入到生产和生活中。传统无线网络的首要目标是提供更好的服务质量和高效利用网络带宽,其次是考虑节约能量,而无线传感器网络的一个主要目标是高效使用能量,延长网络系统的生存期。
首先,本文讨论无线传感器网络的发展概况,深入研究IEEE 802.15.4标准。IEEE 802.15.4是一种新兴的低速率、短距离无线标准,基于它产生出许多新的技术,如ZigBee和6LoWPAN。一方面学习ZigBee协议,另一方面对6LoWPAN的关键技术适配层进行研究,包括适配层需要实现的功能:适配层地址管理、分片重组、帧头压缩以及路由。在嵌入式设备开发中,通过使用实时操作系统方便了上层应用的开发和满足某些应用对实时性的要求,所以又深入地学习了实时操作系统FreeRTOS。
其次,在ZigBee网络层树状拓扑的构建中,对地址分配算法、低功耗设计等关键技术进行讨论,包括网络层需要实现的功能:网络拓扑管理、短地址管理、路由等。在Mesh拓扑的设计中,实现改进之后的AODV路由协议,使无线传感网络低功耗的性能更好。
最后,本文提出一个支持IEEE 802.15.4标准的测试平台来验证该规范,用以提供与PC超级终端的端到端通信,且支持远程参数配置和管理。实验表明无线传感器网络与因特网的连通的有效性,同时也验证了6LoWPAN规范的可行性。