基于Zigbee技术的无线传感器网络协议的设计

收该节点为自己的孩子节点。图5 为orphan请求的握手示意图。

图5 节点orphan请求的握手示意图

由于无线传感器网络中的协调器具有多跳的功能，那么充当协调器的节点就会为转发接收到的数据而耗费额外的能量开销。因此，我们设定一个最低能量极限值，并且使节点周期性的检测当前所剩余的能量值，当检测到本节点的剩余能量低于此极限值时，则此协调器向其所有孩子节点发送出网命令帧，随之，各子节点相继执行入网的相关操作后，脱离了原先的父节点，而依附于新的协调器节点。此时原先的协调器节点就成为了叶节点，不用承担数据转发的责任，从而达到减小能耗的要求，增加了该节点使用寿命，进而提高了整个无线传感器网络的使用年限。

3．3 帧的形成和转发

每个节点通过传感装置所获取到的数据，经过节点处理后形成帧，而后将此帧发向其父节点，依次循环，最终由网络协调器获得，随后交由PC来处理。

Zigbee协议定义了四种帧，分别是：命令帧，数据帧，beacon帧，确认帧。通用帧的格式如表1所示：

表 1通用帧格式

帧控制域中主要包括了帧类型和源、目的地址模式。

4．结束语

在测试中，我们使用三个无线传感器节点来构建对等网络。其中，有一个节点通过串口和PC相连，作为网络协调器，通过它可以将采集到的数据交给PC机。无线传感器节点主要以Philips公司的p89lpc932单片机为核心，无线数据收发芯片采用Ubec公司的基于zigbee协议的UZ2400，节点硬件概况图如下。通常情况下节点一般处于休眠状态，当有中断请求时激活节点工作，接收数据。

图6 无线传感器节点硬件概况图

初步实验结果表明：由PC机向网络协调器发送自组网指令后，其他两个无线传感器节点都能正常的入网，各节点之间能够正常的发送和接收数据。同时，网络协调器可以把自身采集的数据或是由其他传感器传送过来的数据交由PC机处理。

由于，相比使用其他无线设备来构建传感网，所花费的成本要低，自组网能力强，相信利用此种技术来构建无线传感网的前景将非常乐观。