1 引言

基于zigbee技術的無線傳感器網絡適用于網點多、體積小、數據量小，傳輸可靠、低功耗等場合，在環境監測、無線抄表、智能小區、工業控制等領域已取得一席之地[1]。同時，zigbee規范與協議日臻完善[2]。從zigbee1.0、zigbee1.1到目前最新的zigbee2007/pro，zigbee協議規范的演進對硬件系統提出了更高的要求[3]。

2 設計要求

2.1 zigbee網絡結構

從網絡結構上看，zigbee網絡有星形，樹形，網狀3種模式，按照網絡節點功能劃分可分為終端節點(ep)、路由器節點(rp)和協調器節點(cp)3種[2]。其組織結構如圖1示。

圖1 zigbee網絡拓撲結構

其中，協調器節點負責發起并維護一個無線網絡，識別網絡中的設備加入網絡；路由器節點支撐網絡鏈路結構，完成數據包的轉發；終端節點是網絡的感知者和執行者，負責數據采集和可執行的網絡動作[2]。這就要求zigbee網絡節點需扮演終端感知者、網絡支持者、網絡協調者3種角色。

從功能上，zigbee節點應由微控制器模塊、存儲器、無線收發模塊、電源模塊和其它外設功能模塊組成。其結構如圖2所示。

圖2 zigbee網絡節點模塊圖

其中，包括dma、usart模塊、定時器模塊、a/d模塊在內的豐富的外設功能來滿足網絡對硬件資源的需求，存儲器模塊完成協議棧的存儲與執行，cpu實現數據的運算與處理，mac定時器用于實現網絡同步，使用aes技術對信息進行加密，無線模塊完成收據的收發與信息幀控制。