基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡的研究.pdf

1、射頻識別(RFID)技術(shù)是上世紀九十年代興起的一種自動識別技術(shù),其利用無線射頻方式進行非接觸雙向通信,實現(xiàn)目標識別并交換數(shù)據(jù);ZigBee技術(shù)提供了一個低成本、易擴展、可靠的無線傳感網(wǎng)絡方案,結(jié)合ZigBee和RFID技術(shù)組成綜合系統(tǒng),可發(fā)揮兩者的特點,稱為基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡。本課題對ZigBee網(wǎng)絡系統(tǒng)進行擴展,把ZigBee系統(tǒng)不僅僅看作為終端節(jié)點傳感器數(shù)據(jù)傳遞網(wǎng)絡,而做為其他RFID信息采集裝置的無線數(shù)據(jù)

2、傳輸網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),建立基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)。兩種技術(shù)的結(jié)合彌補了各自的不足,不僅增大了RFID的識別距離,網(wǎng)絡的頻率利用率和可靠性也得到提高,并且節(jié)約了大量有線設備的連接,使應用系統(tǒng)變得更加靈活多變。為復雜地形環(huán)境的多樣信息能被高效準確采集提供一個可供參考使用的無線傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)。
　　 論文對ZigBee和RFID這兩種技術(shù)的標準協(xié)議、特點以及實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)做了分析,根據(jù)ZigBee無線個域網(wǎng)和超高頻段R

3、FID特點,將兩者結(jié)合使用,根據(jù)理論基礎,把以單純節(jié)點方式信息采集的RFID技術(shù)推廣到可以自組網(wǎng)且能協(xié)同操作的ZigBee無線傳感網(wǎng)中融合,設計出實際硬件電路,并通過詳細實例分析兩者結(jié)合的可行性、優(yōu)越性。
　　 本課題主要對ZigBee技術(shù)、RFID技術(shù)進行了詳細的分析,對基于ZigBee技術(shù)的RFID無線傳感網(wǎng)絡進行了研究設計,主要包括:
　　 1.基于對ZigBee技術(shù)、IEEE802.15.4協(xié)議、無線傳感網(wǎng)絡技術(shù)

4、的深入學習,對ZigBee的關(guān)鍵技術(shù)CSMA/CA算法及系統(tǒng)的低功耗性能進行了分析。
　　 2.對UHF頻段RFID技術(shù)進行深入研究,針對實現(xiàn)讀寫器的關(guān)鍵技術(shù),以及所設計系統(tǒng)應用環(huán)境要求,選取設計了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、抗干擾性能強的讀寫器結(jié)構(gòu),對各級使用的關(guān)鍵器件進行選型。
　　 3.分析了RFID技術(shù)中常見的幾種防碰撞技術(shù),詳細介紹了一種經(jīng)優(yōu)化改進的確定性防碰撞算法:廣度優(yōu)先動態(tài)二進制搜索算法(BDBS)。

5、　　 4.采用Jennie公司生產(chǎn)的開發(fā)工具箱JennicJN5139ZigBee收發(fā)芯片,設計了高性能、低功耗的ZigBee硬件模塊。采用了由NordicVLSI公司生產(chǎn)的單片射頻信號傳輸芯片nRF905,并對系統(tǒng)電源模塊、控制模塊、信號收發(fā)模塊及周邊電路模塊的電路進行了選型設計。
　　 5.基于上述研究成果分析了基于ZigBee和RFID技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡研究的可行性,提出并實現(xiàn)了一種具有開放性、通用性的硬件接口解決方案,