基于ZigBee的低功耗数据传输网络.pdfVIP

电信息技术 基于ZigBee的低功耗数据传输网络 吴卓然 胡跃明 冯太合 (华南理工大学 自动化科学与工程学院) 摘要：针对电子货架标签存在的问题，提出一种有效缓解ZigBee网络通讯压力的方案，以ATmega256rfr2 为ZigBee网络节点，以ATSAM4E16E为ZigBee到以太网的网关，构建一个 ZigBee网络和 Intemet结合的数据 传输网络，极大地减少了数据发送过程中的冲突碰撞，确保系统的正常运行 关键词：ZigBee；以太网关；低功耗；电子货架标签 议等。 0 引言 1．1 网络结构 电子货架标签 (electronicshelflabel，ESL)放在 ZigBee网络拓扑结构有星形网络、树形网络和网 货架上，用来显示商品信息，是一种基于无线数据传 状网络。本系统采用网状网络作为其网络拓扑结构。 输的电子显示设备，它体型小，重量轻，能远程更新 与星形、树形网络相比，网状网络具有可靠性高、覆 产品的信息l【】。传统的ESL使用RFID技术进行数据 盖范围大、灵活性强的优点，不会由于协调器节点(根 更新，液晶显示屏显示标签内容 。随着无线通讯技 节点)的崩溃导致网络瘫痪。 术发展，RFID 的局限性凸显，其有效范围较小，组 1．2 节点设计 网不便，灵活性和必威体育官网网址性无法保障。 ZigBee网络有3种节点：协调器、路 由器和终端 如今主流的无线通讯技术有WiFi、蓝牙、红外、 节点。协调器和路由器一般由市电供电，终端节点由 RFID和ZigBee技术。其中，ZigBee具有低功耗、低 电池供电 卅。 成本、高可靠、自组网的优点及低速率、短距离的特 ZigBee网络结构如图1所示，各节点实际数 目与 点 。ZigBee技术，可满足ESL的设计需求，其 自组 图中节点数 目不同。协调器通过RS232与上位机相连， 网的优点使ESL系统便于管理；低功耗的优点使ESL 路由节点与协调器直接相连或通过其他路由实现多 节点的电池使用寿命延长。 级跳转。终端节点与协调器相连或与路由相连。 由于无线传输模块的功耗越来越低，显示装置的 功耗成为影响ESL功耗的重要因素。液晶显示屏的优 点是成本低、刷新快：缺点是体积大、功耗大。过高 的功耗严重影响ESL的电池使用寿命。电子纸是实现 像纸一样阅读舒适、超薄轻便、可弯曲、超低耗电的 显示技术I4J。使用电子纸作为显示装置，能有效降低 ESL的电池损耗。 本文以ZigBee技术和电子纸结合的ESL作为网 络终端节点，组成ESL控制系统，探究大量节点聚集 图1 ZigBee网络结构图 时，降低ZigBee网络系统功耗的方法。 考虑到实际应用中各节点功耗必须尽可能地小， 1 系统设计