Zigbee网络原理与应用教案（精选6篇）
篇1：Zigbee网络原理与应用教案
计算机与信息技术学院
课程教案
专业物联网工程
课程Zigbee网络原理与应用 讲授人姚建峰
2015 年 9月10日
(一)课程名称： Zigbee网络原理与应用(二)学时学分：周4学时，3学分
(三)预修课程：电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、高级语言程序设计(四)使用教材
ZigBee技术与实训教程――基于CC2530的无线传感网技术，清华大学出版社，2014年5月第1版
(五)教学参考书(3本以上)
1、李文仲编著：《Zigbee2006无线网络与无线定位实战》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版；
2、王小强编著：《Zigbee无线传感器网络设计与实现》，化学工业出版社，2012年6月第1版；
3、郭渊博编著：《Zigbee技术与应用》，国防工业出版社，2010年6月第1版。
（六）教学方法：课堂讲授，课堂演示，师生互动，理论与实验结合教学。(七)教学手段：多媒体教学。(八)考核方式：闭卷考试。
(九)学生创新精神与实践能力的培养方法：结合实验、具体应用、小组讨论等方式使学生掌握Zigbee技术开发的基本方法，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的动手能力和创新能力。
(十)其它要求：严格考勤，学生课堂表现和实验完成情况占学生成绩的30%，期末成绩占70%。
第一章无线传感器网络
教学时数：2学时
教学目的与要求：主要让学生理解无线传感网络的主要概念，了解无线传感网络的发展历程、研究现状与研究前景、应用领域，掌握无线传感网络的特点、网络体系结构、关键技术。
教学重点：无线传感器网络体系结构。教学难点：无线传感器网络的关键技术。
第一节无线传感器网络概述(了解)1.无线传感器网络的概念：
无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。
2.无线传感器网络的发展历程：
第一阶段:最早可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统。当年美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场血腥较量，“胡志明小道”是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道，美军对其进行了狂轰滥炸，但效果不大。后来，美军投放了2万多个“热带树”传感器。“热带树”实际上是由震动和声响传感器组成的系统，它由飞机投放，落地后插入泥土中，只露出伪装成树枝的无线电天线，因而被称为“热带树”。只要对方车队经过，传感器探测出目标产生的震动和声响信息，自动发送到指挥中心，美机立即展开追杀，总共炸毁或炸坏4.6万辆卡车。
第二阶段:二十世纪80年代至90年代之间。主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。因此在1999年，商业周刊将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。
第三阶段:21世纪开始至今，也就是9·11事件之后。这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。除了应用于反恐活动以外，在其它领域更是获得了很好的应用，所以2002年美国国家重点实验室－－橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。
3.无线传感器网络研究现状：
（1）国外无线传感器网络的研究现状
1998年，美国国防部提出了“智能尘埃”的概念，最先开始无线传感器网络技术的研究，目的是为监控敌方的活动情况而不被察觉。2001年，美国陆军提出“灵巧传感器网络通信”计划，将无人值守式弹药、传感器和未来战斗系统
篇2：Zigbee网络原理与应用教案
一：名解/填空/选择/判断（我也不知道是啥）
1.计算机网络：将分布在不同地理位置的具有独立功能的计算机、服务器、打印机等设备通过网络通信设备和传输介质连接在一起，按照共同遵循的网络规则，配有相应的网络软件的情况下实现信息交换、数据通信和资源共享的系统。2.数据：传递（携带）信息的实体 3.信息：数据的内容或解释
4.信号：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。5.信道：传送信息的线路（或通路）
6.比特：即一个二进制位。比特率为每秒传输的比特数（即数据传送速率）7.码元：时间轴上的一个信号编码单元 8.波特（Baud）：码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数（即信号传送速率）。9.误码率：信道传输可靠性指标，是一个概率值
10.数字信号：计算机所产生的电信号是用两种不同的电平表示0、1 比特序列的电压脉冲信号，这种电信号称为数字信号
11.模拟信号：电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号称为模拟信号，信号电平是连续变化的
12.信息编码：将信息用二进制数表示的方法 13.数据编码：将数据用物理量表示的方法。14.带宽：信道传输能力的度量。
15.时延：信息从网络的一端传送到另一端所需的时间。
16.时延带宽乘积：某一信道所能容纳的比特数。时延带宽乘积=带宽×传播时延 17.往返时延（RTT）：从发送端发送数据开始，到发送端收到接收端的确认所经历的时间RTT≈2×传播时延
18.通信的三个要素：信源、信宿和信道
19.噪声：任何信道都不是完美无缺的，因此会对传输的信号产生干扰，称为“噪声” 20.数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。（如ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网）
21.模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。（CATV、无线电广播、电话拨号线路）22.数字通信：在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 23.模拟通信：在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输
24.串行通信：将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序依次发送的方式称为串行通信
25.并行通信；利用多条并行的通信线路，将表示一个字符的8位二进制代码同时通过8条对应的通信信道发送出去，每次发送一个字符代码 26.单工：数据单向传输
27.半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输（例：对讲机）28.全双工：数据可以双向同时传输（例：电话）
29.基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送以太网（局域网）30.频带传输：数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。通过电话网络传输数据
31.宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调。闭路电视的信号传输 32.多路复用：多个信息源共享一个公共信道
33.网络协议：在两个实体间控制数据交换规则的集合
34.网络的体系结构：层和协议的集合被称为网络体系结构 35.电路交换：在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。36.网络协议：两个实体间控制数据交换规则的在集合 37.网络体系结构：层和协议的集合被称为网络体系结构
38.域：是指某一类Internet主机的集合，它是管理一类Internet主机的一种组织形式。39.域名：是标识域的自然语言名称，它与数字型的IP地址一一对应。
40.域名系统：是管理域的命名、管理主机域名、实现主机域名与IP地址解析的系统。41.文件传输：TCP／IP的文件传输协议FTP：负责将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，并且保证其传输的可靠性
42.www基本概念：以超文本标注语言HTML与超文本传输协议HTTP为基础，能够提供面向Internet服务的、一致的用户界面的信息浏览系统。
43.HTML：超文本标注语言HTML是一种用来定义信息表现方式的格式，它告诉WWW浏览器如何显示信息，如何进行链接。一份文件如果想通过WWW主机来显示的话，就必须要求它符合HTML的标准。
44.主页：是指个人或机构的基本信息页面，用户通过主页可以访问有关的信息资源。主页通常是用户使用WWW浏览器Internet上任何WWW服务器（即Web主机）所看到的第一个页面。
45.计算机网络安全：通过采用各种安全技术和管理上的安全措施，确保网络数据的可用性，完整性和保密性，其目的是确保经过网络传输和交换的数据不会发生增加，修改，丢失和泄露等
46.数据加密：是通过某种函数进行变换，把正常数据报文（明文）转换为密文。
47.密码体制：是指一个系统所采用的基本工作方式以及它的两个基本构成要素，即加密/解密算法和密钥
48.对称密码体制：传统密码体制所用的加密密钥和解密密钥相同 49.非对称密码体制：加密密钥和解密密钥不相同
50.密钥：密码算法中的可变参数。改变了密钥，也就改变了明文与密文之间等价的数学函数关系；
51.密码算法：相对稳定。可以把密码算法视为常量，而密钥则是一个变量；在设计加密系统时，加密算法是可以公开的，真正需要保密的是密钥
52.计算机网络拓扑是通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中各实体间的结构关系。
53.传输可靠性：数据能正确送达、数据能有序送达 54.通信的三个要素：信源、信宿和信道 二简答/问答/计算
1.计算机网络的基本特征：
1计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享 ○②互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”，没有明确主从关系
③ 联网计算机必须遵循全网统一的网络协议。
2.计算机通信网络与计算机网络的区别：
计算机通信网络：是以传输信息为主要目的、用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合 计算机通信网络是在物理结构上具有了计算机网络的雏形，以相互间的数据传输为主要目的，资源共享能力弱，是计算机网络的低级阶段。3.计算机网络的分类：
（1）按传输技术划分：广播式网络、点—点式网络
（2）按网络规模与覆盖范围划分：局域网、城域网、广域网
（3）按网络的数据传输与交换系统的所有权划分:专用网、共用网
（4）按交换技术划分:电路交换网络、报文交换网络、分组交换（包交换）网络
（5）按网络的拓扑结构划分:星型网络、环型网络、树型网络、网状型网络、总线型网络（6）按传输信道划分:模拟信道网络、数字信道网络 4.常用的计算机网络分类的主要依据：
①根据网络所使用的传输技术②根据网络的覆盖范围与规模 5.计算机网络的结构与组成：
(1)：从数据处理与数据通信的角度，其结构可以分成两个部分：①负责数据处理的计算机和终端②负责数据通信的通信控制处理机ccp与通信线路
(2): 从计算机网络组成角度，典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为两个子网：
资源子网、通信子网 6.资源子网的组成：
（1）主计算机系统（①为本地用户访问网络其它主计算机设备、共享资源提供服务②为网中其它用户或主机共享本地资源提供服务）（2）终端（输入、输出信息、存储与处理信息）
（3）终端控制器（4）联网外设（5）各种软件资源、数据资源
功能：负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。7.通信子网：由网络通信控制处理机、通信线路与其它通信设备组成。功能：完成全网数据传输、转发等通信处理工作
（1）通信控制机：①存储转发处理机②集中器③网络协议变换器④报文分组组装／拆卸设备
（2）通信线路：是通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主计算机之间提供通信信道
8.计算机网络拓扑构型的分类：
（1）点—点线路通信子网的拓扑（星型、树型、环型、网状型）（2）广播信道通信子网的拓扑 9.星型特点：
①结点通过点-点通信线路与中心结点连接
②中心结点控制全网的通信，任何两结点之间的通信都要通过中心结点 ③结构简单，易于实现，便于管理
④网络的中心结点是全网可靠性的瓶颈，中心结点的故障可能造成全网瘫痪 10.环型特点：
①结点通过点一点通信线路连接成闭合环路，环中数据将沿一个方向逐站传送 ②结构简单，传输延时确定
③环中每个结点与连接结点之间的通信线路都会成为网络可靠性的瓶颈 ④环中任何一个结点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪 11.树型拓扑构型可以看成是星型拓扑的扩展,特点：
结点按层次进行连接，信息交换主要在上、下结点之间进行，相邻及同层结点之间一般不进行数据交换或数据交换量小。12.网状型（无规则型）特点：
①结点之间的连接是任意的，没有规律 ②系统可靠性高
③结构复杂，必须采用路由选择算法与流量控制方法 13.中国的四大网络体系：
（1）中国教育和科研计算机网（CERNET）（2）中国科技网（CSTNET）
（3）中国公用计算机互联网（CHINANET）（4）中国金桥信息网（CHINAGBN）
14.从传输介质的角度来看，数据通信主要有两种方式：有线通信方式和无线通信方式 15.有线通信方式的传输介质：双绞线（最常用）、同轴电缆、光纤电缆
无线通信方式的传输介质：无线通信信道、卫星通信信道 16.双绞线的主要特性：
（1）物理特性：屏蔽双绞线（STP）非屏蔽双绞线（UTP）屏蔽双绞线由外部保护层、屏蔽层与多对双绞线组成。非屏蔽双绞线由外部保护层与多对双绞线组成。
（2）传输特性：美国电器工业协会（EIA）规定了五种质量级别的双绞线。
1类线的档次最低，5类线的档次最高 1类线：语音传输
2类线：语音传输以及进行最大速率为4Mbps的数字数据传输 3类线：目前在大多数电话系统中使用的标准电缆（10M）
4类线：用于10 BASE-T、100 BASE-T和基于令牌的局域网（16M）5类线：用于100 BASE-T和10 BASE-T网络（100M）
选择双绞线电缆所需遵循的准则是：采用能够安全有效完成任务所需的电缆（3）联通性：双绞线既可用于点到点连接，也可用于多点连接。（4）地理范围：双绞线用做远程中继线时，最大距离可达15公里；用于10Mbps局域网时，与集线器的距离最大为100米。
（5）抗干扰性：双绞线的抗干扰性取决于一束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽（6）价格：双绞线的价格低于其它传输介质，并且安装、维护方便。17.同轴电缆的主要特性：
（1）物理特性：由内导体、绝缘层、外导体及外部保护层组成。内导体是单股实心线或绞合线（通常是铜制的）。外导体由绝缘层包裹，或是金属包层或是金属网。同轴电缆外导体的结构既是导体的一部分，还能（屏蔽）防止外部环境造成的干扰，阻止内层导体的辐射能量干扰其它导线
（2）传输特性：既可传输模拟信号又可传输数字信号
（3）连通性：既支持点到点连接，也支持多点连接。基带同轴电缆可支持数百台设备的连接，而宽带同轴电缆可支持数千台设备的连接
（4）覆盖范围：基带同轴电缆使用的最大距离限制在几公里范围内，而宽带同轴电缆最大距离可达几十公里左右。（5）抗干扰能力：较强（6）价格：居中
基带同轴电缆：数字信号的传输 50Ω用于局域网 75ΩCATV传输宽带模拟/数字信号
18.与双绞线相比同轴电缆抗干扰能力强，能够应用于频率更高、数据传输速率更快的情况 19.光纤电缆（光纤芯、包层、外部保护层）：（1）物理特性：一种传输光信号的传输媒介（2）传输特性：全反射
发送端两种光源：发光二极管LED注入型激光二极管ILD 多模光纤：指光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光线传输 单模光纤：指光纤的光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光线传输
单模光纤的带宽最宽，多模渐变光纤次之，多模突变光纤的带宽窄，单模光纤适于大容量远距离通信，多模突变光纤适于中等距离的通信，而多模突变光纤只适于小容量的短距离通信；在制造工艺方面，单模光纤的难度最大
（3）连通性：光纤最普遍的连接方法是点到点方式
（4）它可以在6—8公里的距离内，在不使用中继器的情况下，实现高速率的数据传输（5）抗干扰力：长距离、高速率的传输中保持低误码率
-5—-6-7双绞线典型的误码率在1010之间，基带同轴电缆的误码率低于10，宽带同轴电缆的误-9-10码率低于10，而光纤的误码率可以低于10，光纤传输的安全性与保密性极好 光纤具有低损耗、宽频带、高数据传输速率、低误码率与安全保密性好的特点 20.电磁波的传播方式：
（1）一种是在自由空间中传播，即通过无线方式传播
（2）另一种是在有限制的空间区域内传播，即通过有线方式传播。（用同轴电缆、双绞线、光纤等）在同轴电缆中，电磁波传播的速度大约等于光速的2/3 21.电磁波按频率由低到高可分为：按照频率由低向高排列，不同频率的电磁波可以分为无线、微波、红外、可见光、紫外线、X射线与γ射线。用于通信的主要有无线、微波、红外与可见光
22.移动物体之间的通信依靠无线通信手段：无线/微波通信系统、蜂窝/卫星移动通信系统 23.无线电波的特性与频率有关。在较低频率上，无线电波能轻易地通过障碍物，但是能量随着与信号源距离的增大而急剧减小。在高频上，无线电波趋于直线传播并受障碍物的阻挡，还会被雨水吸收。
24.中继站的功能是进行变频、放大和功率补偿，其数量的多少则与传输距离和地形地貌有关
25.传统的蜂窝电话系统是模拟信号传输系统，它以模拟电路交换蜂窝技术为基础 26.卫星传输的最佳频段在1—10GHz之间，C频段是目前使用较多的一种，它位于1—10GHz的最佳频率范围内 27.卫星通讯的优势：
卫星通信覆盖区域大，传输距离远、可以实现多向多地址的通信、通信容量大、机动灵活、不易受到噪声影响，转发次数少，通信质量好，可靠性高 缺点：远距离信息传输导致的时延过大，发射功率要求高 28.同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元从何时开始
同步脉冲也可位于码元的中部、一个码元也可有多个同步脉冲相对应 29.比特率、波特率和信号编码级数的关系
Rbit = Rbaud log2M（M-信号的编码级数，Rbit-比特率，Rbaud-波特率）在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率（一个码元中可以传送多个比特）30.带宽BW ≈ fmax－ fmin b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s单位：赫兹（Hz）31.时延=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延
处理时延=对数据进行处理和错误校验所需的时间 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 发送时延=数据位数/信道带宽
传播时延=d/s d:距离，s:介质中信号传播速度
32.编码：数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 解调：接收波形→数字信号 解码：数字信号→原始数据
33.信息通过数据通信系统的传输过程：
把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地 34.数据通信系统构成： 数据传输系统：（1）传输线路（有线介质、无线介质）
（2）传输设备（调制解调器、中继器、多路复用器、交换机等 调制解调器等网络接入设备也称为DCE）
数据处理系统：计算机、终端（DTE）又分为：
源系统（信源＋发送器）：发出数据的计算机 目的系统（信宿＋接收器）：接收数据的计算机
35.数据通信基本过程：
五个阶段：建立物理连接、建立逻辑连接、数据传输、断开逻辑连接、断开物理连接 两项内容：数据传输和通信控制 36.数字通信的优点
抗噪声（干扰）能力强、可以控制差错，提高了传输质量、便于用计算机进行处理、易于加密、保密性强、可以传输语音、数据、影像，通用、灵活
37.Nyquist公式：用于无噪声理想低通信道(估算已知带宽信道的最高数据传输速率)C = 2W log2 M C = 数据传输率（b/s）W = 带宽（Hz）M = 信号编码级数 38.shannon公式：用于有噪声干扰信道 C = W log2（1+S/N）
C: 传输率(b/s)W: 带宽(Hz)S/N: 信噪比 39.Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2W log2M ◇用于理想信道（不存在）
◇数据传输率随信号编码级数增加而增加。
C = W log2（1+S/N）
◇用于有噪声信道
◇无论信号编码级数增加到多少，此公式给出了有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。
原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。
40.数据通信中需要在三个层次上实现同步：位—位同步、字符—字符同步、帧—帧同步 41.位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步，2种同步方法： 外同步——发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己 的时钟脉冲频率
外同步——发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率
42.字符同步：找到正确的字符边界。常用的为起止式（异步式）。在这种方式中，每个字符的传输需要： 1个起始位、5—8个数据位、1、1.5或2个停止位 采用这种同步方式的通信也称“异步通信”。起止式的优缺点：
每个字符开始时都会重新获得同步； 每两个字符之间的间隔时间不固定； 增加了辅助位，所以传输效率低
43.帧同步：识别一个帧的起始和结束。帧（Frame）：数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块
面向字符的——以同步字符（SYN，16H）来标识一个帧的开始，适用于数据为字符类型的帧 面向比特的——以特殊位序列（7EH，即01111110）来标识一个帧的开始，适用于任意数据类型的帧
44.异步传输和同步传输的区别：
1、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输
2、异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧
3、异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是从数据中抽取同步信息。
4、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序
5、异步传输相对于同步传输效率较低 45．模拟传输和数字传输所使用的技术 模拟数据—移频、调制—模拟信号 模拟数据—PCM编码—数字信号 数字数据—调制—模拟信号 数字数据—数字编码—数字信号 46.编码与调制的区别
编码：用数字信号承载数字或模拟数据 调制：用模拟信号承载数字或模拟数据_ 47.多路复用技术：提高线路利用率
适用场合：当信道的传输能力大于每个信源的平均传输需求时 48.复用的基本思想：
把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据 频分复用FDM：按频率划分不同的信道，如CATV系统 波分复用WDM：按波长划分不同的信道，用于光纤传输 时分复用TDM ：按时间划分不同的信道，目前应用最广泛 码分复用CDM：按地址码划分不同的信道，非常有发展前途
49.频分复用FDM：原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。波分复用——光的频分复用
原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输 时分复用TDM 原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。在通信网络中应用极为广泛 码分复用CDM 原理：每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码（任意两个地址码序列相互正交）50.一个时间片内传输的多路数据称为帧。51.统计（异步）TDM——STDM TDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该时隙，将会造成带宽浪费。STDM：用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据放入。55.数据交换技术：按某种方式动态地分配传输线路资源
（目的：节省线路投资，提高线路利用率）
56.实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换
54.电路交换：在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程（可以是真正的物理线路，也可以是一个复用信道）特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。——称为“面向连接的”（典型例子：电话）过程：建立连接→通信→释放连接 优缺点：
建立连接的时间长；
一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 无纠错机制；
建立连接后，传输延迟小。
不适用于计算机通信：因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10% 57.报文交换：以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。
在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。——称为“无连接的”（典型例子：电报）
整个报文（Message）作为一个整体一起发送。优缺点：
没有建立和拆除连接所需的等待时间； 线路利用率高； 传输可靠性较高；
报文大小不一，造成存储管理复杂；
大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；出错后整个报文全部重发。55.分组交换（包交换）：将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。数据传输前不需要建立一条端到端的通路——也是“无连接的”。有强大的纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。优缺点：
对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组——速度快； 转发延时小——适用于交互式通信；
某个分组出错可以仅重发出错的分组——效率高； 各分组可通过不同路径传输，容错性好。
需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。分组交换有两种交换方式：数据报方式和虚电路方式 56.数据报方式（Datagram）各分组独立地确定路由（传输路径）
不能保证分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号重新排序和组装
57.虚电路方式（Virtual Circuit）:通信前预先建立一条逻辑连接——虚电路 三个过程：建立－数据传输－拆除
虚电路的路由在建立时确定，传输数据时则不再需要。提供的是“面向连接”的服务。58.差错控制：在通信过程中，发现、检测差错并进行纠正 59.产生差错的原因： 信号衰减和热噪声
信道的电气特性引起信号幅度、频率、相位的畸变； 信号反射，串扰；
冲击噪声，闪电、大功率电机的启停等 60.检错码主要有两种编码方法：
奇偶校验：只能用于面向字符的通信协议中
只能检测出奇数个位错，偶数个位错则不能检出
61.循环冗余校验：
校验和是16位或32位的位串。CRC校验的关键是如何计算校验和 CRC校验码的检错能力： 可检出所有奇数个错； 可检出所有单位/双位错；
可检出所有≤G(x)长度的突发错。常用的生成多项式G(x)：
16152CRC16=x+x+x+1 ***7542CRC32=x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+x+1 62.CRC校验和的计算
以数据块（帧, Frame）为单位进行校验
将数据块构成的位串看成是系数为0或1的多项式
54如110001，可表示成多项式 x + x + 1 若G(x)为r阶，帧为m位，其多项式为M(x)，则在帧后面添加r个0，成为
rm+r位，相应多项式2M(x)
r按模2除法用2M(x)除以G(x)：商Q(x)，余R(x)r即： 2M(x)= G(x)Q(x)+R(x)
r按模2加法把2M(x)与余数R(x)相加，结果就是要传送的带校验和的帧的多项式T(x)：
r即：T(x)= 2M(x)+ R(x)
r实际上，T(x)=2M(x)+R(x)=[G(x)Q(x)+R(x)]+R(x)=G(x)Q(x)(模2运算)所以，若接收的T(x)正确，则它肯定能被G(x)除尽。
542例：已知信息码为1000100101。给定G（x）= x+x+x+1。求CRC 循环校验码 因为已知信息码为：1000100101，952 所以 f（x）= x+x+x+1 k 141075 f（x）·x= x+x+x+x = ***
542 G（x）= x+x+x+1 = 110101
CRC循环冗余校验码为： 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 63.数据是信息的载体。数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据所表示内容的解释 64.按照在传输介质上传输的信号类型，可以相应地将通信系统分为：
模拟通信系统、数字通信系统 65.为什么要进行数字化？
（1）抗干扰、抗噪声性能好（2）差错可控（3）易加密。
66.调制解调：若通信信道不允许直接传输计算机所产生的数字信号，则需要： ①调制 —— 在发送端将数字信号变换成模拟信号 ②解调 —— 在接收端将模拟信号还原成数字信号 用来完成调制解调功能的设备叫做调制解调器（modem）
67.数据通信按照信号传送方向与时间的关系，可以分为三种：单工、半双工、全双工 68.实现字符或数据块之间在起止时间上同步的常用方法有同步传输和异步传输两种。69.同步传输
（1）位同步：接收端根据发送端发送数据的起止时间和时钟频率来校正自己的时间基准与时钟频率。
分类：外同步法、内同步法
（2）字符同步：保证收发双方正确传输字符的过程就叫做字符同步。
1起止式（异步式）分类：○：采用异步方式进行数据传输就叫做异步传输
特点：每个字符作为一个独立的整体进行发送，字符之间的时间间隔可以是任意的 2同步式：○采用同步方式进行数据传输就叫做同步传输, 将字符组织成组，以组为单位连续传送。
70.异步传输：字符是数据传输单位 71.异步传输和同步传输的区别：
（1）异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。（2）异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。
（3）异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是从数据中抽取同步信息。
（4）异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。（5）异步传输相对于同步传输效率较低 72.数据编码方法：
（1）模拟数据编码：振幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK（2）数字数据编码：非归零码NRZ、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码 73.模拟数据的数字编码：脉冲编码调制PCM 74.人们把通过通信信道后接收数据与发送数据不一致的现象称为传输差错，常简称为差错 75.通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声
76.冲击噪声引起的传输差错为突发差错，引起突发差错的位长称为突发长度（总结到这里我已经神经错乱了，大家凑合着看吧）
77.误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似为： Pe＝Ne／N（N为传输的二进制码元总数，Ne为被传错的码元数）
-9 78.计算机通信的平均误码率要求低于1079.协议的三要素：语法、语义、时序
80.OSI参考模型：物理层—数据链路层—网络层—传输层—会话层—表示层—应用层 81.物理层：协议(标准)：规定了物理接口的各种特性
82：协议：面向字符的：数据以字符为单位传输，用控制字符控制通信
面向比特的：数据以位为单位传输，用帧中的控制字段控制通信
83.网络层：CCITT：X.25 TCP/IP：IP 84.传输层的特点：
以上各层：面向应用，本层及以下各层：面向传输；
与网络层的部分服务有重叠交叉，功能取舍取决于网络层功能的强弱；只存在于端主机中；实现源主机到目的主机“端到端”的连接 85.网络层：为主机之间提供逻辑传输
传输层：为应用进程之间提供逻辑传输
网络层则提供网络中主机间的“逻辑通信” 传输层提供主机中的进程间的“逻辑通信” 86.应用层：HTTP、FTP、TELNET、E-mail 87.88.TCP/IP是指传输控制协议和网际协议簇 89.TCP/IP协议特点：
1.开放的协议标准—免费使用，独立于特定的计算机硬件与操作系统；
2.独立于特定的网络硬件—可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中； 3.统一的网络地址分配方案—整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址； 4.标准化的高层协议—提供多种可靠的用户服务 90.TCP/IP层次：网络接口层—网际层—传输层—应用层 91.网络接口层功能：通过网络发送和接受IP数据报 92.网际层功能：
处理来自传输层的分组发送请求、处理接受的数据报、处理互联的路径、流控与拥塞问题 协议：IP 网际协议、ICMP 因特网控制报文协议
ARP 地址解析协议、RARP 逆地址解析协议 93．传输层：提供端－端的数据传送服务
协议：传输控制协议 TCP —可靠的面向连接的协议
用户数据报协议 UDP —不可靠的无连接协议
94.应用层：网络终端(TELNET)协议：实现互联网中远程登录功能 文件传输协议(FTP)：实现互联网中交互式文件传输功能 简单邮件传输协议(SMTP)：实现互联网中电子邮件传送 域名服务(DNS)：实现网络设备名字到IP地址映射
简单网络管理协议(SNMP)：管理程序和代理程序之间的通信服务 超文本传输协议(HTTP)：用于WWW服务
95.OSI参考模型与TCP／IP参考模型比较： 相同：基于独立的协议栈的概念 采用了层次结构的概念，层的功能也大体相似 在传输层中二者定义了相似的功能
不同：OSI引入了服务、接口、协议的概念，TCP/IP则没有，但他正是借鉴了OSI的这些概念建模的。
OSI先有模型，后有协议，TCP/IP则相反。OSI先有标准后实践，TCP/IP则相反。OSI太复杂，TCP/IP简单却并不全面。
分层不同，OSI模型有7层，TCP/IP模型有4层
OSI在网络层提供无连接和连接两种服务，而在传输层只提供连接服务。TCP/IP的网络层为无连接，而传输层提供无连接和连接两种服务。
96.IP地址 见教材P.68 —P.70 嫌麻烦 不想打
97.子网掩码：懒得弄了 自己做练习题吧 教材P.84—P.92 98.IP地址与域名比较：
（1）域 名--用字符表示的网络主机名是主机标识符；
IP地址--数字型,难于记忆与理解
域名--字符型，直观，便于记忆与理解（2）IP地址--用于网络层
域名--用于应用层
IP地址与域名： 全网唯一，一一对应
99.Internet主机域名的一般格式是：主机名.单位名.类型名.国家代码 100.电子邮件的特点
①传递迅速，范围广阔，比较可靠；
②不要求双方都在场，不需要知道通信对象的位置； ③实现一对多的邮件传送；
④可以将文字、图像、语音等多种类型的信息集成在一个邮件中传送 101.电子邮件系统的协议：简单邮件传输协议 SMTP、邮件读取协议POP3 102.Internet的远程登录服务（TELNET）的主要作用 ①允许用户与在远程计算机上运行的程序进行交互； ②当用户登录到远程计算机时，可以执行远程计算机上的任何应用程序，并且能屏蔽不同型号计算机之间的差异；
③用户可以利用个人计算机去完成许多只有大型计算机才能完成的任务 103.TCP／IP的文件传输协议FTP：负责将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，并且保证其传输的可靠性
104.WWW服务器采用超文本链路来链接信息页
文本链路由统一资源定位器（URL）维持
WWW客户端软件（WWW浏览器）负责信息显示向服务器发送请求 105.WWW服务的特点
(1)以超文本方式组织网络多媒体信息
(2)用户可在世界范围内查找、检索、浏览及添加信息(3)提供生动直观、易于使用、统一的图形用户界面
(4)网点间可以互相链接，以提供信息查找和漫游的透明访问(5)可访问图像、声音、影像和文本信息 106.HTML语言的作用
HTML是WWW上用于创建超文本链接的基本语言，可以定义格式化的文本、色彩、图像 与超文本链接等，主要被用于WWW主页的创建与制作 107.HTML语言的特点
（1）通用性（2）简易性（3）可扩展性（4）平台无关性（5）支持用不同方式创建HTML文档
108.URL描述了浏览器检索资源所用的协议、资源所在计算机的主机名，以及资源的路径与文件名。
109.URL使用的协议：gopher、ftp、file、telnet 110.DNS名称的解析方法：用hosts文件进行解析、通过DNS服务器解析 111.DNS服务器的两种查询方法
（1）递归查询：递归查询是最常见的查询方式（2）迭代查询 112.网络中的信息安全问题：信息存储安全与信息传输安全
篇3：Zigbee网络原理与应用教案
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Bluetooth(蓝芽)之间的提案[2],采用一般IEEE 802.15.4收发器技术与Zigbee协议栈的组合,在数千微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,它们的通信效率非常高。Zigbee建立在IEEE802.15.4标准之上,确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。完整协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4KB或者作为Hub或路由器的32KB。每个协调器可连接255个节点,而几个协调器则可以形成一个网络,多路由传输的数目则没有限制。Zigbee联盟还开发了安全层,以保证这种便携式设备不会意外泄漏其标识,而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。
1 短距离通信协议比较
随着数字通信和计算机技术的发展,许多短距离无线通信的要求被提出。短距离无线通信和长距离通信的区别主要有:
(1)无线发射功率在几微瓦到小于100μw;
(2)通信距离在几厘米到几百米;
(3)主要在房间内使用;
(4)使用全线天线和线路板天线;
(5)不需要申请无线频道;
(6)高频操作;
(7)有电池供电的无线发射器和无线接收器。
典型的短距离无线系统由一个发射器(包括数据源、调节器、RF源、RF功率放大器、天线、电源组成)和一个无线接收器(包括数据接收电路、RF解调器、译码器、RF低噪声放大器、天线、电源)组成。随着无线的发展,网络化、标准化要求逐渐出现在人们面前。因此,各种无线网络技术标准纷纷被定制出来。目前Zigbee、红外数据传输(Ir DA)、蓝芽(Blue tooth)已成为业界讨论的焦点,为了更清楚了解这三种协议,将其有关性能参数作比较,如表一所示[2]。
结合无线传感器网络节点的要求,可以分析得出以下结论:
(1)Bluetooth对系统资源占用较大。整个协议就有60-150KB,不适用于节点存贮器容量有限的网络。对网络能耗较大,适于能量供给不存在困难的网络。总之,Bluetooth可应用到网络规模不大的网络。
(2)Ir DA使网络的范围有限。尽管其具有功耗最小和不占用太大的系统资源特点,由于其定向传送且1米,要求节点部属在同一平面,对于大规模的无线传感器网络应用是一种制约。
(3)Zig Bee对于在节点用电池供电时表现出更好的性能。由于标准推出时间迟,解决了在具体应用中其它短距离协议的先天不足,传输距离较好,能够满足工程需要。为减少部署节点数提供了理论依据,产品使用不会涉及使用许可权的问题。由于每簇节点数可达65000个,能够实现较大范围的通信。
(4)无线传感器网络是应用性、相关性很强的网络。ZigBee是一种近距离、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,完整的协议栈只有32KB,可以嵌入在各种设备中,同时支持地理定位功能,以上特点决定了Zig Bee技术非常适合应用在无线传感器网络中。其主要优势表现在以下几点:
(1)功耗低。由于工作周期较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式,可以确保两节五号电池支持长达六个月到一年左右的使用时间;
(2)可靠数据传输。采用了碰撞避免机制,避免了发送数据时的竞争和冲突,并且MAC层采用了完全确认的数据传输机制,发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息;
(3)网络容量大。一个Zigbee网络可以容纳最多65536个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在最多100个Zigbee网络;
(4)快速响应。设备搜索时不超过30ms,休眠到激活时间不超过1ms,活动设备接入信道时间不超过15ms。
2 Zigbee协议栈
Zigbee协议栈由一组子层构成,每层为其上层提供一组特定的服务,每层主要由两部分组成:数据实体和管理实体。一个数据实体提供数据传输服务,一个管理实体提供全部其他服务。完整Zigbee协议栈由应用层(APL:其中应用层的框架包括了应用支持子层(ASP)、Zigbee设备对象(ZDO)和由制造商定制的应用对象)、网络层(NWK)、媒体访问控制层(MAC)和物理层(PHY)组成。整个Zigbee协议栈如图一[3]所示:
2.1 Zigbee网络协议数据帧结构
网络协议数据单元(NPDU)结构(帧结构)的基本组成部分是[2,3,4]:网络层帧报头,包含帧控制、地址和序列信息;网络层帧可变长有效载荷,包含帧类型所指定的信息。图二表示的是网络层的通用帧结构,不是所有的帧都包含地址和序列域,但网络层的帧报头域,还是按照固定的顺序出现。有的Zigbee网络协议中除了定义数据帧外还定义了命令帧,如图三所示。
Zigbee采用载波侦听多址/冲突(CSMA/CD)的信道接入方式和完全握手协议,其数据传输方式如图四所示。
2.2 数据收发操作
(l)发送数据
应用程序对象需要发送数据时,通过应用程序支持子层(APS)的数据实体发送请求。数据向下层传递过程中不断进行封包。
(2)接收数据
为了接收数据,设备必须打开其接收机。上层设备通过相应的原语初始化设备,打开其接收机。一旦接收机处于接收状态,网络层将通过MAC数据服务来接收数据帧。数据帧的目的地址设备的网络地址符合的帧将被传送到其上层。同样,广播数据帧也会传送到其上层。同时,设备将堆广播数据帧警醒继续传送,而所有的其他数据帧将被抛弃。数据的接受过程则是一个不断解报的过程。
3 Zigbee协议栈移植
Zigbee协议栈对软件和硬件都有一定的限制,但是在大多数情况下,用户都不会使用此协议栈针对的软硬件环境,使得它能够在其他的软硬件平台上应用。因此需要对Zigbee协议栈进行移植,Zigbee的移植步骤:
(1)对硬件平台的处理器在I/O端口分配、内存组成及使用、中断处理、堆栈操作等各个方面进行详细分析。
(2)详细分析Zigbee协议栈
对硬件有了清楚地认识之后,针对硬件对协议栈做修改,包括已经有哪些功能,没有哪些功能,需要添加哪些功能等。
(3)修改Zigbee协议栈并使用编译器进行编译
以上步骤完成之后就可以对Zigbee协议栈进行修改,修改时要注意结合编译器的特性进行,需要对一些宏、常量等进行修改。在修改完成之后需要使用编译器对其进行编译。
(4)编写测试程序对修改的协议栈进行测试
协议栈修改完成之后编写相应的测试程序对修改的协议栈进行测试。测试程序时,对协议栈的每一部分功能都进行测试。
(5)开发应用程序
所有功能测试通过之后就可以根据需求开发应用程序。图五是实际软件在IAR C51 CC2430/2431环境下运行软件的截图。
4 结束语
本文分析了IEEE802.15.4和Zigbee协议,列举几种短距离无线通信协议并进行比较,选取Zigbee协议栈作为无线传感器节点的通信协议。对Zigbee协议栈的结构进行了分析,给出了Zigbee协议移植的具体步骤,最后将Zigbee协议成功地移植到CC2431微处理器上,为网络节点传感器接入Internet提供了基础。
参考文献
[1]李中文,段朝玉.Zigbee无线网络技术入门与实战[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.
[2]何岭松.基于Internet的嵌入式Web传感器[J].传感器技术,2002,8.
[3]凌志浩.Zigbee无线通信协议的技术支持及其应用前景(上,下)[J].世界仪表与自动化,2006,(01).
篇4：Zigbee网络原理与应用教案
MC13192是飞思卡尔公司提供的符合IEEE 802.15.4标准的带数据调制解调器的射频收发芯片。该芯片性能稳定，功耗很低，采用经济高效的CMOS设计，几乎不需要外部组件。更重要的是，该芯片和飞思卡尔其他的ZigBee产品组合在一起可以搭建成飞思卡尔ZigBee－Ready平台，利用该平台进行ZigBee相关方面的开发工作可以有效地缩短工程师的开发时间，降低开发成本。
主要特点
MC13192符合IEEE 802.15.4标准，它选择的工作频率是2.405～2.480GHz，数据传输速率为250kbps，采用O-QPSK调试方式。这种功能丰富的双向2.4GHz收发器带有一个数据调制解调器，可以在ZigBee技术应用中使用，它还具有一个优化的数字核心，有助于降低MCU处理功率，缩短执行周期。内部集成4个定时比较器，使其可以和性能较低、价格低廉的MCU配合使用以降低成本，广泛的中断维修服务使得MCU编程更为容易；芯片和MCU之间使用串行外围接口，使得在MCU选择上具有更大的余地。芯片集成的连接质量和电源检测功能可以为组网和维护提供必要的数据。除此之外，芯片还具有以下的特性 ：全频谱编码和译码；经济高效的CMOS设计，几乎不需要外部组件；可编程的时钟，供基带MCU使用；标准的4线SPI（以4MHz或更高频率运行） ；扩展的范围性能（使用外部低噪音放大器功率放大器） ；可编程的输出功率，通常为0dB ；超低功率模式 ；7条GPIO线路；芯片采用2.7V供电，接收状态耗电37mA，发射状态耗电30mA，功耗很低；QFN-32封装，尺寸为5mm×5mm，是同类芯片中尺寸最小的。
内部结构
芯片内部结构如图1所示。芯片主要由模拟接收发射部分、数字调制解调部分、片内频率合成器、电源管理部分以及与MCU接口部分组成。
从天线接收进来的射频信号经过两次下变频之后变成两路正交信号（I和Q）,片内集成的CCA（空闲信道评估）模块根据接收到的基带信号的能量进行空闲信道评估检测。CCA和前端的LNA（低噪声放大器）都要受到AGC（自动增益控制）的控制。数字接收端通过差分码片检测（DCD）后经过相关器对直接序列扩频（DSSS）进行解扩，经过符号同步检测和包处理以后最终得到接收到的数据。通过SPI接口传送到MCU。
要发送的128字节信号由MCU通过SPI接口传送到MC13192的发送缓冲器中，头帧和帧检测序列由MC13192产生，根据IEEE802.15.4标准，所要发送的数据流的每４个比特被32码片的扩频序列扩频，扩频以后的信号送到相位开关调制器上以O-QPSK的方式通过直接上变频调制到载波后通过天线发射出去。
芯片还集成频率合成器、电源管理模块、定时器、中断判决器以及用于接收、发射的存储器电路。
应用电路
图2是MC13192应用于ZigBee网络终端设备典型应用电路。要发送的信号从MCU通过SPI口传送到MC13192中，经过扩频O-QPSK调制到载波后通过发通路从天线发射出去。从天线来的射频信号经过收通路传送到MC13192中，经过解调、解扩得到原始的数据，再通过SPI接口传送到MCU，MCU同时提供对收发通路切换的控制。
电路中的MC13192射频信号采用差分输入输出的方法，天线采用的是与输入输出相匹配的平衡印制线天线，当然，从实际设计需要出发也可以使用芯片天线来替代印制线天线。从天线接收的射频信号通过由L3和C12组成的窄带匹配网络和单刀双掷开关μPG2120TK-E2后传送到变压器Z1上，由Z1将其分解为两路差分信号传送到MC13192芯片的两个射频信号输入管脚RIN_M和RIN_P上；要发射的两路射频信号从芯片的两个射频信号输出端PAO_P和PAO_M输出，经过变压器Z2后合成一路信号，通过单刀双掷开关μPG2120TK-E2和由L3和C12组成的窄带匹配网络后传送到天线上发射出去。
需要注意的是芯片的PAO+和PAO-管脚需要和芯片的VDDA相连，在电路中是通过变压器Z2将它们相连的。
考虑到晶体振荡器对通信质量的影响，在印制板排版时应将晶体振荡器的位置尽可能地靠近MC13192芯片的XTAL1和XTAL2管脚。电容C5、C6的值应该与晶体振荡器负载电容相一致，MC13192芯片指定的晶振频率为16MHz，稳定度需要在±40ppm之间。
芯片的VDDA、VDDLO1、VDDLO2、VDDD、VDDVCO管脚是芯片内部电源管理部分的输出，用来向芯片的其他部分供电。在实际应用中对这几个输出的旁路电容的要求比较严格，在设计印制板的时候同样应该将它们的旁路电容的位置尽量靠近相应的输出管脚。
芯片通过标准的四线SPI接口与MCU相连，SPI接口可以在8MHz或者更小的频率下工作就可以满足芯片的使用要求。芯片可以通过CLK0管脚向MCU输出时钟信号，该时钟是通过SPI接口编程控制的，它的默认值为32.786kHz（16MHz/488）。将芯片的管脚与MCU的一个GPIO相连使得MCU可以很容易地控制芯片的工作模式。当然也可以通过开关等外加电路来对工作模式的控制进行扩展以满足实际需要。
在实例中，MCU通过一个GPIO口和芯片的RXTXEN管脚相连，用来初始化芯片的收发操作。芯片也可以将该管脚设置为高电平，通过SPI编程来初始化芯片的收发操作。MCU通过一个GPIO口和芯片的管脚相连，用以在必要的时候对芯片进行复位操作。
MCU的选取
MC13192芯片只是ZigBee技术平台解决方案的一个组件，在具体的实现中必须根据实际需要选择合适的处理设备，所选择的处理设备必须集成支持IEEE802.15.4 MAC和ZigBee软件，才能构成完整的解决方案。考虑到与MC13192良好的兼容性和较好的技术支持，可以优先考虑使用飞思卡尔提供的适合ZigBee技术的处理设备。飞思卡尔推出的HCS08系列是最新的8位MCU，其工作电压为1.8V。HCS08系列的性能与许多16位MCU相当，但功耗很低。将其和MC13192配合使用可以大幅度地延长电池寿命，提高工作性能。该系列共有四款芯片，它们分别是MC9S08GB32/GB60/GT16/GT60。
对于处理设备集成的软件，设计者可以根据自己的需要参考MC13192使用手册编写，也可以采用飞思卡尔已经编写好的MAC层软件。飞思卡尔开发的IEEE802.15.4MAC软件作为ZigBee平台解决方案的一部分，符合协议标准，其体积很小，这样将其集成到MCU上只占很小的存储空间。该软件具有以下特点：可支持对等的、星状和网状网络拓扑；可支持可选的上层Z-Stack ZigBee;省电模式（休眠、应用可配置）；安全性好；载波侦听多点接入/冲突，避免（CSMA-CA）通道访问；可选的带信标的超帧结构；有保证的时间槽（GTS）机制。
MC13192用于ZigBee－Ready平台
飞思卡尔为终端产品制造商推出一站式ZigBee-Ready平台。这种可升级的解决方案致力于为制造商提供完善的产品和支持服务，与通过多个供应商获得产品和支持相比，这种一站式服务能够帮助客户减少开发时间和研发成本。该ZigBee-Ready平台包括工作在2.4GHz频段的射频数据调制解调器MC13192、IEEE 802.15.4兼容性MAC软件，以及一颗低电压、低功耗的MCU- HCS08系列芯片。
篇5：单片机原理与应用课程实验教案
第一章 实验安排
共8个实验，要求8次上机完成。这8个实验分别为： 实验一 利用软件仿真器调试算术运算程序 实验二 INT0中断实验
实验三 定时器/计数器定时实验 实验四 定时器/计数器计数实验
实验五 定时器/计数器T0扩展外部中断源实验 实验六 串行口扩展实验 实验七 DAC0832数模转换实验 实验八 8155接口芯片使用实验
其中前六个实验为验证性实验，第七个实验为设计性实验。最后一个为综合性实验。每个实验3学时。
第二章 实验须知
一、预习要求
1、实验前认真阅读实验要求，明确实验目的和实验任务。
2、拟订实验步骤，编好上机程序。
二、报告要求
共八个实验，每个实验完成后交实验报告，写在实验报
告纸上，报告中应包含以下内容：
1、实验名称、实验人姓名、学号、班级
2、实验目的、任务（内容）；
3、实验步骤
记录主要实验过程。
4、实验结果
（1）记录实验现象；
（2）要求写出已调试通过的实验程序清单（加适量注 释）
第三章 实验项目及内容
实验一 利用软件仿真器调试算术运算程序 1．目的要求
（1）熟悉WAVE调试软件的使用。（2）熟悉算术运算程序编程和调试的方法。2．实验内容
（1）有6个数据分别放在片内RAM区50H~55H单元中，试求和，并将结果放在片内RAM区03H（高位），04H（低位）单元中。
（2）编程将内部RAM70H~7FH中的16个数据按从小到 大的顺序重新排序。
3．主要仪器设备
PC机一台。
4．程序清单（1）数据和.ASM ORG 0000H LJMP MAIN ORG 1000H MAIN:MOV R2,#06H MOV R3,#00H MOV R4,#00H MOV R0,#50H L1:MOV A,R4 ADD A,@R0 MOV R4,A INC R0 CLR A ADDC A,R3 MOV R3,A DJNZ R2,L1 END（2）数据排序.ASM ORG 0000H LJMP MAIN ORG 1000H MAIN:MOV R2,#70H MOV R3,#71H L2:ACALL L1 INC R2 INC R3 CJNE R3,#80H,L2 L3:SJMP L3 NOP L1:MOV A,R2 MOV R0,A MOV A,R3 MOV R1,A MOV A,@R0 L5:CLR C SUBB A,@R1 MOV A,@R0 JC L4 XCH A,@R1 MOV @R0,A L4:INC R1 CJNE R1,#80H,L5
RET END
实验二 INT0中断实验（验证性实验
3学时，必做）
1．目的要求
（1）掌握MCS-51单片机中断原理以及编程使用方法。（2）理解下降沿中断和低电平中断的区别。
2．实验内容
（1）编写主程序，读取开关SW1的状态，当其闭合时初始化为下降沿中断，反之，初始化为低电平中断，且发光管灭；编写中断服务程序，使发光管闪烁5次，间隔250ms，即中断服务程序的执行时间为2.5秒。退出中断程序时，使发光管灭。（2）用万用表测量C点的电平，按下TR31秒钟，然后松 开，观察C点电平的变化。
3．实验所用仪器
实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块
4．程序清单（EXP7.ASM）ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 MAIN:MOV SP,#60H mov p1,#0ffh NOP CLR P1.2 NOP NOP MOV C,P1.3 JC LOWER SETB IT0 SJMP CONT LOWER:CLR IT0 CONT:SETB EX0 SETB EA HERE:SJMP HERE INT0:MOV R0,#5 LP:CPL P1.2 DLY:MOV 30H,#5 DEL0:MOV R7,#100 DEL1:MOV R6,#125
DEL2:DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 DJNZ 30H,DEL0 DJNZ R0,LP CLR P1.2 RETI END
实验三 定时器/计数器定时实验（验证性实验
3学时，必做）
1． 目的和要求
（1）掌握MCS-51单片机定时器/计数器定时功能的使用方法。
（2）了解定时和计数的本质区别和联系。
2． 实验内容
编写程序，初始化定时器/计数器T0工作在定时方式1，使P1.2输出周期为10秒的方波，即使发光管亮3秒，灭7秒。
3．实验所用仪器
实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块
4． 程序清单（EXP9.ASM）ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 MAIN: MOV SP,#60H CLR P1.2 MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH SETB TR0 SETB ET0 SETB EA LP: SETB P1.2 MOV A,#30 MOV 30H,#00 DL1:CJNE A,30H,DL1 CLR P1.2
MOV A,#70 MOV 30H,#00 DL2:CJNE A,30H,DL2 SJMP LP INTT0: MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH INC 30H RETI END 实验四 定时器/计数器计数实验（验证性实验
3学时，必做）
1． 实验目的和要求
（1）掌握MCS-51单片机定时器/计数器计数功能的使用方法。
（2）了解定时和计数的本质区别和联系。
2． 实验内容
编写程序，通过8个发光二极管来显示所计脉冲个数。
3．实验所用仪器
实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块
4．程序清单（EXP10.ASM）
U33CLK EQU 0FF90H ORG 0000H MAIN:MOV SP,#60H MOV TMOD,#05H SETB TR0 MOV DPTR,#U33CLK RDTIMER: MOV A,TH0 MOV R0,TL0 CJNE A,TH0,RDTIMER MOV R1,A MOV A,R0 CPL A MOVX @DPTR,A SJMP RDTIMEr END
实验五 定时器/计数器T0扩展外部中断源实验
（验证性实验
3学时，必做）
1． 实验目的和要求
掌握利用定时器/计数器扩展外部中断源使用的方法。
2． 实验内容
编写主程序，使发光管灭；编写中断服务程序，当执行中断服务程序时，发光管闪烁5次，间隔500ms，主程序运行后通过按TR3按钮触发中断。
3．实验所用仪器
实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块
3． 程序清单（EXP11.ASM）ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 MAIN:MOV SP,#60H MOV TMOD,#05H MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0FFH SETB ET0
SETB EA SETB TR0 CLR P1.2 HERE:SJMP HERE INTT0:MOV R0,#10 LP:CPL P1.2 DLY:MOV 30H,#10 DEL0:MOV R7,#100 DEL1:MOV R6,#125 DEL2:DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 DJNZ 30H,DEL0 DJNZ R0,LP CLR P1.2 MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0FFH RETI END
实验六 串行口扩展实验（验证性实验
3学时，必做）
1．实验目的和要求
（1）掌握MCS-51单片机串行口方式0的工作原理。（2）了解方式0的应用，即通过串行口扩展输出口，进行静态显示的方法。
（3）掌握串行移位寄存器芯片74LS164的工作原理。
2．实验内容
编制程序使数码管循环依次显示00到99，每秒加1。
3．实验所用仪器
实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块
4．程序清单（12.ASM）
ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP intt0 MAIN:MOV SP,#60H MOV TMOD,#01H SETB ET0 SETB EA MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 LLP:MOV 30H,#0 MOV 31H,#0 MOV 32H,#0 MOV 33H,#0 LP:MOV R0,#32H MOV R7,#2 ACALL BINBCD MOV DPTR,#TAB DSPLY: MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR;cpl a MOV SBUF,A DSP1:JNB TI,DSP1 CLR TI INC R0 DJNZ R7,DSPLY LP1:MOV A,30H CJNE A,#10,LP1 MOV 30H,#00H INC 31H MOV A,31H
CJNE A,#100,LP SJMP LLP intt0:MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH INC 30H RETI;tab:db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh tab: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h BINBCD:MOV A,31H MOV B,#10 DIV AB MOV 33H,A MOV A,B MOV 32H,A RET END
实验七 DAC0832数模转换实验（设计性实验
3学时，必做）
1． 设计目的
（1）掌握DAC0832与MCS51单片机的接口方法。（2）掌握D/A转换程序的设计方法。
2． 设计题与要求
认真复习所学习的DAC0832的工作方式，利用单缓冲
方式使0832输出锯齿波和三角波。并设计使运放LM741输出0-5V和0--5V的波形。如果不用示波器，如何测试你所设计的电路和所编写的程序是否正确。
3．实验所用仪器
实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块、示波器一台。
4．设计原理
D/A转换器的输入为数字量,经转换后输出为模拟量。
DAC0832为一个8位D/A转换器,单电源供电,在+5~+15V范围内均可正常工作。MCS-51单片机与DAC0832的接口有3种连接方式,即直通方式、单缓冲方式及双缓冲方式。所谓单缓冲方式就是使DAC0832的两个输入寄存器中有一个处于直通方式,而另一个处于受控的锁存方式,当然也可使两个寄存器同时选通及锁存。本实验中采用该方式。要求WR1和WR2连接在一起接在89C51的WR端，CS和XFER连接在一起接在片选端，ILE接+5V。
0832可以产生很多波形，如：三角波、锯齿波、梯形波等。5．设计内容
编制程序使运放LM741输出锯齿波和三角波，具体步骤：断开开关SW1，输出锯齿波；闭和开关SW1，输出三角波。
6．程序清单（DAC0832.asm）CS0832 EQU 0FF9FH ORG 0000H MAIN:MOV P1,#0FFH NOP JNB P1.3,RWAVE MOV DPTR,#CS0832 MOV A,#00H LP:MOVX @DPTR,A NOP NOP INC A AJMP LP RWAVE:MOV DPTR,#CS0832 MOV A,#00H LP1:MOVX @DPTR,A NOP INC A CJNE A,#255,LP1 NOP LP3:MOVX @DPTR,A NOP
DEC A CJNE A,#00H,LP3 MOVX @DPTR,A NOP SJMP LP1 END
实验8 8155接口芯片使用实验（综合性实验
3学时，必做）
1．实验目的和要求
（！）掌握MCS-51单片机系统I/O扩展方法。
（2）掌握并行接口芯片8155的性能以及编程使用方法。（3）掌握单片机系统动态LED显示和键盘输入程序的设计方法。
2．实验内容
编写程序实现下列功能：程序运行后数码显示管显示HHMMSS（000000），即时分秒，按键调整其为正确的时间并继续运行。
该实验综合性较强，建议学生分两步走：第一步完成显示，可以参考实验六；第二步完成键盘扫描。
3．实验所用仪器
实验板一块、直流稳压电源、编程器一台、万用表一块
4．程序清单（EXP152.asm）CE8155 EQU 0FF80H CA8155 EQU 0FF81H CB8155 EQU 0FF82H CC8155 EQU 0FF83H HMS EQU 40H SECOND EQU 41H MINUTE EQU 42H HOUR EQU 43H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 MAIN:MOV SP,#60H MOV A,#00000011B MOV DPTR,#CE8155 MOVX @DPTR,A MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB ET0 SETB EA
SETB TR0 LP2:MOV HMS,#00H MOV SECOND,#00H MOV MINUTE,#00H MOV HOUR,#00H LP3:MOV R0,#30H MOV R7,#6 ACALL BINBCD MOV R2,#01H MOV A,R2 LOOP:MOV DPTR,#CA8155 MOVX @DPTR,A INC DPTR PUSH DPL PUSH DPH MOV DPTR,#TAB MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR POP DPH POP DPL MOVX @DPTR,A ACALL DL2MS INC R0 MOV A,R2 JB ACC.5,LP1 RL A MOV R2,A AJMP LOOP lp1:acall kd1 AJMP LP3 INTT0:MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH INC HMS MOV A,HMS CJNE A,#0AH,PP MOV HMS,#00H INC SECOND MOV A,SECOND CJNE A,#60,PP MOV SECOND,#00H INC MINUTE MOV A,MINUTE CJNE A,#60,PP MOV MINUTE,#00H
INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#24,PP MOV HOUR,#00H PP:RETI BINBCD:MOV A,HOUR MOV B,#10 DIV AB MOV 30H,A MOV 31H,B MOV A,MINUTE MOV B,#10 DIV AB MOV 32H,A MOV 33H,B MOV A,SECOND MOV B,#10 DIV AB MOV 34H,A MOV 35H,B RET tab:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH DL2MS:MOV R3,#5 DLT1:MOV R4,#125 DLT2:DJNZ R4,DLT2
DJNZ R3,DLT1
RET KD1:ACALL KS1 JNZ LK1 ACALL DL2MS AJMP QQ LK1:ACALL DL2MS ACALL DL2MS ACALL DL2MS ACALL DL2MS ACALL KS1 JZ QQ MOV R5,#0FEH MOV R4,#00H MOV DPTR,#CA8155 MOV A,R5 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,LONE mm1:acall dl2ms acall dl2ms acall ks1 jnz mm1 INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#24, LONE MOV HOUR,#00H LONE:MOV A,R5 RL A MOV R5,A MOV DPTR,#CA8155 MOV A,R5 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,LONE1 mm2:acall dl2ms acall dl2ms acall ks1 jnz mm2 INC MINUTE MOV A,MINUTE CJNE A,#60,LONE1 MOV MINUTE,#00H LONE1: MOV A,R5 RL A MOV R5,A MOV DPTR,#CA8155 MOV A,R5 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,QQ mm3:acall dl2ms acall dl2ms acall ks1 jnz mm3 INC SECOND MOV A,SECOND
CJNE A,#60,QQ MOV SECOND,#00H QQ:RET KS1:MOV DPTR,#CA8155 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#03H RET END
四、考核办法
每个实验：预习10%、实验操作60%、实验报告30%。最后成绩以每次实验课程成绩累加被实验项目个数相除的办法计算。
五、主要参考资料
1、《单片机接口技术开发实验指导书》
北京科技大学C31实验室
2、《8051实验指导书》
篇6：Zigbee网络原理与应用教案
基于工学结合的《计算机网络原理与应用》课程改革
文章介绍了基于工学结合的.<计算机网络原理与应用>课程改革,从课程能力目标、课程内容和课程能力训练项目三个方面详细地描述了该课程的整体设计,并以交换机的配置与管理为例阐述了单元设计方法.
作 者：但唐仁 张建辉 丁永宁 作者单位：深圳信息职业技术学院,广东,深圳,518029 刊 名：职业教育研究 英文刊名：VOCATIONAL EDUCATION RESEARCH 年，卷(期)：2009 “”(12) 分类号：G71 关键词：工学结合 计算机网络原理与应用 课程改革【Zigbee网络原理与应用教案】相关文章：
网络技术zigbee技术08-17
ZigBee的应用07-23
zigbee的应用例子05-14
zigbee技术发展应用05-14
无线zigbee09-02
ZigBee路由算法05-04
无线传输Zigbee05-21
ZigBee技术平台06-16
zigbee读书日记三04-21
Zigbee无线通信06-02