摘 要：
本文提出了使用GPRS基于网络传输Zigbee无线传感器汇节点数据设计完整，网络采用星形或MESH唤醒网状网络拓扑和需求Zigbee模块的通信模式有效地减少了每个模块Zigbee当传感器节点向汇节点报告数据时，传感器节点的功耗降低了相互碰撞的概率，并利用它GPRS网络传输汇节点数据，它改变了传统无线传感器网络需要依靠有线公共网络进行数据传输的限制，使网络具有非常明显的优势。
一．引 言
随着无线通信技术的不断发展，近年来出现了低成本设备无线网络的要求zigbee该技术是一种双向无线通信技术，具有近距离、复杂性低、功耗低、数据速率低、成本低等优点。主要适用于自动控制、远程控制和家用设备网络zigbee技术和GPRS/CDMA技术结合可以为无线传感器网络提供良好的解决方案。
二、系统概述
GPRS网络是一种覆盖面广、性能完善的无线网络，GPRS通信网本身数据纠错能力强，数据传输率高达128kbit/s能保证数据传输的可靠性和实时性。用Zigbee无线传感器网络结构简单，体积小，成本低；GPRS适用于无线传感器网络的数据节点，Zigbee技术、GPRS新兴的无线传感器网络将网络数据传输与传感器技术相结合，必将具有广阔的应用前景。
三、Zigbee技术简介
zigbee它是一种商业命名的无线连接技术，主要解决低成本、低功耗、低复杂性、低传输速率、近距离设备网络应用。
ZigBee标准基于802.15.4协议栈建立，具有强大的设备网络功能，支持星结构、网结构三种主要自组织无线网络类型(Mesh)和簇状结构(Cluster tree)，特别是网状结构，网络健壮，系统可靠性强。
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图一 ZIGBEE星网结构
星网结构特征
支持点对点、点对点通信
中心节点为ZIGBEE终端节点为协调器ZIGBEE终端设备
所有数据通过中心节点
适用于圆形分散、近距离传感器网络
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图二 ZIGBEE网状网络结构
MESH网络结构的特点
多跳路由通信系统
网络容量大
它可以跨越大的物理空间，适用于远距离分散的结构
MESH网络拓扑结构的网络功能强大。网络的所有实体只能在通信范围内相互通信。如果没有直接通道，也可以通过多级跳跃通信；拓扑结构还可以形成极其复杂的网络；此外，网络还具有自组织和自愈功能。
四、Zigbee技术特点
通信可靠
系统采用了CSMA－CA采用完全确认的数据传输机制，保证信息传输的可靠性；
自组织网络，自愈能力强
zigbee自组织功能：网络节点可以感知其他节点的存在，无需人工干预，确定连接关系，形成结构化网络；
zigbee自愈功能：增加、删除或移动节点、节点故障等，无需人工干预即可修复网络，确保整个系统仍能正常工作。
成本低廉
设备复杂性低，Zigbee协议免收专利费，可有效降低设备成本；Zigbee工作频段灵活，免执照频段2.4GHz，无线通信没有使用费。
网络容量大
一个ZigBee网络最多可容纳254个设备和一个主设备，一个区域可同时存在200多个ZigBee网络。
五、结合ZigBee和GPRS无线传感器网络解决方案
基于本文提出的无线传感器网络Zigbee并采用GPRS数据通信传感器网络由大量无线传感器节点、汇节点和GPRS由数据传输模块组成的分布式系统。基于簇(Cluster)分层结构具有自然的分布式处理能力。簇头是本文无线传感器网络的分布式处理中心，每个簇成员（传感器节点）将数据传输到簇头，数据集成后直接传输GPRS数据传输。通过中央控制中心GPRS网络与多个汇节点连接，汇节点与传感器节点通过Zigbee该技术实现了无线信息交换。带有射频收发器的无线传感器节点负责数据的感知和处理，并通过控制中心传输到汇节点GPRS网络获取收集到的相关信息，实现对现场的有效控制和管理。
对于一个完整的传感器节点，需要具有尺寸小、功耗低、适应性强的特点，Zigbee该设备输出为0dbm～3.6dbm，通信距离为30米~70米PA通信距离可达1000米左右，具有能量检测和链路质量指示，根据这些检测结果，设备可自动调节发射功率，本文提出的无线传感器网络节点在睡眠状态下，功耗电流约为30uA。传感器网络数据通信时，Zigbee建立一次连接的时间约为20ms，如此短的连接时间可以大大降低传感器节点向汇节点报告数据碰撞的概率。传感器网络数据通信时，Zigbee建立一次连接的时间约为20ms，如此短的连接时间可以大大降低传感器节点向汇节点报告数据碰撞的可能性。在网络安全方面，无线传感器网络Zigbee在技术上，采用密钥长度为128位的加密算法对传输的数据信息进行加密。
传感器网络中分布的汇节点主要用于接收传感器节点的数据报告，并进行集成处理GPRS网络传输到中央信息控制中心。Zigbee这个传感器网络中的汇节点充当传感器节点和GPRS网络之间的网关。
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六、ZIGBEE产品应用场合
具有负载管理功能的自动抄表(AMR)系统；
油气生产遥控通信系统；
监控照明、HVAC办公楼安全。
农田耕作、环境监测等地区进行工业监测通信；
遥控工业制造和工艺控制；
医疗和健康监测患者、设备和设施；
家庭监控、HVAC、使用安全报警系统；
有源RFID电池供电标签等应用可用于产品运输、产品跟踪、大型物品储存和财产管理；
包括战场监控和机器人控制在内的军事应用；
用传感器网络报告汽车所有系统的状态。
七、顺舟科技SZ02-ZIGBEE无线网络数传模块
SZ02-ZIGBEE无线通信模块是加强型的ZIGBEE该模块具有通信距离长、抗干扰能力强、网络灵活等优点和特点；可实现设备间数据的透明传输；可组MESH网状网络结构。
集成简单：RS透明传输232/485数据；
通信可靠：强大的网络检测和自恢复功能；
网络规模：超大规模网络组网能力；
超长距离：传输2公里；
产品类型：独立设备和嵌入式小模块。
