本科毕业设计（论文）学院电气与信息工程学院专业电子信息工程学生姓名班级学号0745531240指导教师二零一一年六月江苏科技大学本科毕业论文Zigbee无线路由器的设计The ZigBee Wireless Router Design摘要ZigBee是一种网络容量大，节点体积小，架构简单，低速率，低功耗的无线通信技术。
由于节点体积小，且能自动组网，所以布局十分方便。
网络具有很强的自愈能力，任何一个节点的失效都不会影响整体，特别适合用来组建无线传感网络，而这里的一个重要逻辑设备就是ZigBee无线路由器，起中继转发的作用。
zigbee技术由ZigBee联盟开发，这是一个由原始设备制造商，技术供应商和半导体产商加盟的组织。
ZigBee的基础是IEEE ，这是IEEE无线个域网工作组的一项标准被称作IEEE （ZigBee）技术标准。
ZigBee技术的应用前景被看好。
在未来的几年里，它将在工业控制，工业无线定位，家庭网络，汽车自动化，楼宇自动化，消费电子，医用设备控制等多个领域实现广泛的应用。
特别是家庭自动化和工业控制将成为今后ZigBee芯片的主要应用领域。
本文将对应用开发的软件核心ZigBee协议栈的组成结构和实现方法进行介绍，完成ZigBee无线路由器的硬件设计和软件配置，实现开关控制灯的路由功能演示实验。
设计中采用了CC2430EB开发板和Altium designer，IAR Embedded Workbench for MCS 51等软件开发环境。
关键词：ZigBee协议栈；无线路由器；IEEE ；AbstractZigBee is a kind of Wireless communications technology ，the network capacity is large, the nodal point volume is small, the structure is simple, low speed rate and the nodal point volume is small, and it can organize the network automatically, so Layout is very network has very strong capability of automatic heal, the lapse of the whichever nodal point can't effected whole, specially suited to be used to organize a Wireless Sensor Network, an important logic equipment here is a wireless ZigBee router,playing the role of the relay. ZigBee is developed by the ZigBee Alliance. It is an organization of semiconductor manufacturers，technology providers，and Original Equipment Manufacture．The ZigBee foundation is IEEE , this is a IEEE wireless Personal Area Network team's standard called as IEEE (ZigBee) the technical standard.The ZigBee technology's application foreground is been optimistic about. In the next few years, it will realize the widespread application in the industrial control, the industry wireless localization, the family network, the autocar automation, the building automation, the consumer electronics, the medical device control and so on many domains. Specially the household automation and the industrial control will become the ZigBee chip main application domain from now on.This article will introduce ZigBee Protocol stack of the Application development 's software core ,composition structure and the method to carry on, that completes the hardware design and the software disposition of the ZigBee wireless router , realizes the light switch control for routing function demonstration experiment. This design use CC2430EB evaluation board , Altium designer and IAR Embedded Workbench for 8051.Keywords：ZigBee Protocol stack; wireless router; IEEE ;目录第一章绪论 (1) (1)ZigBee技术 (2)ZigBee技术的发展 (2) (2)ZigBee技术的特点和关键技术 (3) (4)本文的工作内容 (5)第二章 IEEE (5)物理层（PHY） (6)无线信道的分配 (6)物理层的主要功能 (7)IEEE (8)PPDU格式 (9)数据的发送与接收 (10)介质访问控制层规范（MAC） (10)信标和非信标模式 (11) (12)MAC层通用帧格式 (13)第三章 ZIGBEE的基本概念和基本术语 (16)ZigBee的基本术语 (16)设备类型(Device Types) (16)端点（endpoint） (17)Zigbee网络中的三类地址 (18)属性（attribute） (18)簇（cluster） (19)配置文件(profile) (19)绑定（binding） (19)第四章 ZIGBEE协议栈的体系结构和原理 (20)ZigBee体系结构 (20)网络层的原理 (21)网络层帧结构 (21)网络层管理服务功能 (22)网络维护之建立网络 (23).怎样加入网络 (25)怎样离开网络 (26)网络层数据的发送与接送 (27) (28)路由选择 (29)路由成本 (29)路由表 (29)路由选择 (30)网络层的地址分配 (31)基本路由算法 (32)路由函数 (34)第五章 ZIGBEE无线路由器硬件设计 (36)主电路设计 (36)CC2430外围电路设计 (36) (37) (38) (38) (39)排针引出调试端口和部分芯片引脚 (39)PCB的设计 (39)第六章 ZIGBEE无线路由器的软件设计 (41)操作系统抽象层（OSAL） (41)OS术语 (41)协议栈的架构 (42)Z-Stack 相关的IAR 工程选项设置 (45)Z-S TACK 软件架构 (46)任务的初始化和处理函数 (47)任务的调度 (48)时间管理API (52)建立自己的应用 (53)设备信息配置 (56)协调器的建网 (59)绑定 (60)绑定解除 (61)路由功能演示 (61)第七章协议分析仪的使用 (64)协议分析仪 (64)灯开关实验中的数据捕获 (64)结语 (67)致谢 (68)参考文献 (69)附录 (69)第一章绪论随着通信技术的发展，短距离无线通信技术已逐渐成为无线通信技术的一个重要分支。
这是因为在现实生活中，存在着许多这样的应用需求，系统所传输的数据通常为小量的突发信号，即数据特征为数据量小，要求进行实时传送。
如采用传统的无线通信技术，虽然能满足上述要求，但存在着设备的成本高、体积大和能源消耗较大、组网困难等问题。
针对这样的应用场合，人们更希望利用具有低成本、体积小、能量消耗小和传输速率低的短距离无线通信技术。
无线传感网络是由大量体积小，成本低，具有无线通信，传感，数据处理能力的传感器节点组成的，传感器节点一般由传感单元，处理单元，收发单元，电源单元等功能模块组成。
在无线传感网络中，大量的传感节点被布置在整个观测区域中，各个传感器节点将所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合后传给用户，数据传送的过程是通过相邻的节点接力传送的方式传送回基站。
无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，各国都非常重视无线传感网络的发展，IEEE正在努力推进无线传感网络的应用和发展，波士顿大学还创办了传感器网络协会（sensor network consortium）,美国《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时，更是将无线传感器列入其中。
在“中国未来20年技术预见研究”中共157个技术课题，其中7项式直接论述传感网络的。
本文主要研究具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、大容量、高可靠度、高安全性的无线传感器网络新技术——ZigBee技术，并给出CC2430的硬件设计，协议栈的实现，路由算法的流程，以及协议栈各层的详细介绍。
ZigBee技术ZigBee技术的发展蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来告知同伴新发现的食物源位置等信息，这种肢体语言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之间一种简单传达信息的方式。
借此意义Zigbee作为新一代无线通讯技术的命名。
简单的说，Zigbee 是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。
Zigbee数传模块类似于移动网络基站。
通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。
ZigBee是一种新兴的短距离，低速率无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。
它此前被称作“HomeRF lite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。