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1、陕西理工学院毕业设计题 目 ZIGBEE无线传感器网络组网技术研究 学生姓名 XX 学号 XXX 所在学院 物理与电信工程学院 专业班级 通信1204 班 指导教师 XX _ 完成地点 物电学院实验教学中心 2016年6月03日毕业论文设计任务书院(系) 物电学院 专业班级 通信1204班 学生姓名 XX 一、毕业论文设计题目 ZIGBEE无线传感器网络组网技术研究 二、毕业论文设计工作自_2016_年_1_月1_日 起至_2016_年 6 月_20_日止 三、毕业论文设计进行地点: 四、毕业论文设计的内容要求： 研究背景及目的：基于ZIGBEE技术的无线传感器网络（WSN网络）是由部署在监测
2、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自组织网络。目前被广泛的应用于环境、军事、医疗卫生等领域。 设计要求：Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。本次设计要求学生以ZIGBEE通信模块为基础，通过合理的算法设计，完成WSN网络无线通信网络设计，使得网络中各节点能够通过相互通信完成自动组网，并在此基础上完成任意两个节点之间的通信过程，并要求保证节点具有低功耗的工作特性，具体要求如下：1、设计合理的节点通信控制算法，保证任意两节点间可实现自由通信，并且具有节点的识别功能 。 2、本次设计中节点采集
3、的数据可以是温度或其它便于在实验室现有器件条件（传感器）下实现的各种数据源。 3、所设计的网络节点应具有数据识别分析功能。 进度安排： 1、 2016年3月15日前完成毕业设计开题报告，并提交至毕业设计管理系统，进入实验室开始设计任务。 2、2016年4月30日前学院组织毕业设计中期检查。 3、2016年5月30日前完成毕业设计成果验收。 4、2016年6月10日前完成设计论文定稿、毕业答辩等工作。 5、2016年6月15日完成毕业设计所有材料的整理归档。 指 导 教 师 系(教 研 室) 系(教研室)主任签名 批准日期 接受论文 (设计)任务开始执行日期 学生签名 1ZIGBEE无线传感器网
4、络组网技术研究作者：XX（陕西理工学院 物电学院通信1204班，陕西 汉中 723003）指导教师：XX 【摘要】本文主要是针对ZigBee无线传感器网络组网技术进行研究与设计实现,分析了ZigBee无线传感器网络的基本原理及网络组成，以实验室现有的ZigBee无线传感器网络应用开发板Q2530EB为基础，在Zigbee pro2007协议栈基础上研究无线传感器网络组网技术，分别从协调器、路由器、终端节点三个方面研究了组网与入网过程，基于IAR软件完成协调器、路由器、终端节点控制程序仿真及编译，基于Z-sensor monitor软件完成组网过程及网络拓扑的实时监测，测试结果表明，该系统具有基
5、本无线传感器网络组网功能，可实现星形、树形等基本网络拓扑，且具有稳定的数据传输功能。【关键字】ZigBee网络、Q2530EB开发板、IARResearch on Networking Technology of ZIGBEE Wireless Sensor NetworksXiong Yuping(Grade 2012,Class 4,Major of Communication Engineering,School of Physics and Telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhon
6、g 723003,Shaanxi)Tutor: Wang ZhanbeiAbstract:This article is mainly aimed at ZigBee wireless sensor network technology of network to carry on the research and design implementation, analyzes the basic principle of ZigBee wireless sensor network and the network composition, with laboratory existing Q
7、2530EB ZigBee wireless sensor network application development board based on ZigBee pro2007 protocol stack based on network technology, wireless sensor network (WSN) respectively from the coordinator, routers, network is studied in three aspects: the terminal node and the net process, based on the I
8、AR software to complete the coordinator, routers, terminal node control simulation and program compiled, based on the Z - sensor networking monitor software to complete the process and real-time monitoring of the network topology, the test results show that the system has the basic network function
9、of wireless sensor network and it can realize basic network topology star, tree, etc, and have the function of stable data transmission.Key words: ZigBee network, Q2530EB development board, IARV目录1.引言11.1研究背景11.2 ZigBee网络的发展历程及前景12.ZigBee无线网络基本原理32.1 ZigBee技术的特点32.2 ZigBee协议33.ZigBee网络基本组成53.1ZigBee
10、网络构成53.1.1协调器53.1.2 路由器53.1.3终端节点63.2 ZigBee网络拓扑结构74.ZigBee组网技术研究与设计94.1 ZigBee网络硬件组成94.2 ZigBee网络的软件实现104.3 ZigBee网络的建立115.ZigBee网络设计结果与分析156.总结17致谢18参考文献19附录A外文翻译20附录B Q2530EB开发板部分电路图33陕西理工学院毕业设计1.引言1.1研究背景设施栽培为解决城乡居民消费结构和农民和农业结构调整，推动为主导作用，温室栽培已在农业生产中占有重要的位置，因此要实现信息把时间控制、信息采集方法是最重要的关键技术之一。作为现代信息技术
11、三大基础(传感器技术、通信技术和计算机技术)的高度集成而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术1。多个的能源使用较低的传感器组成的无线传感器网络，能够协作地随时监测、感知和采集环境中的各种监测对象的信息，并对其进行处理，获得较为准确详细的信息，通过无线传输网络将信息传送到基站主机以及需要这些信息的用户，同时用户也可以将指令通过网络传送到目标节点使其执行特定任务。无线网络技术按照传输范围来划分，可以分为，无线个人域网(WPAN)，无线局域网(WLAN)，无线城域网(WMAN)，无线广域网(WWAN)；其中的无线个人域网也被称为短距离无线网络。短距离无线传输技术可分为：蓝牙(Bluet
12、ooth)、ZigBee、Wi-Fi、红外线技术等2。这些无线传输技术各有优缺点，但我们的检测系统不仅具有较好的可靠性、稳定性和实时性外，还应该尽可能的降低成本，以便与我们大规模地布置节点。但由于蓝牙技术集成复杂，成本高；而红外线技术只能在两种设备之间连接；还有Wi-Fi技术的功耗大。这些技术都不适用于大规模的应用范围。而ZigBee技术由于低功耗，低成本，组网能力强，成为实时监测、感知和采集信息的最佳选择3。1.2 ZigBee网络的发展历程及前景ZigBee是基于IEEE802.15.4标准功率损耗较低的无线局域网协议。ZigBee技术是拥有较短的距离和较低的功率损耗的无线传输的通信技术4
13、。ZigBee的名称(又称紫蜂协议)可以说是来源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是靠飞翔和嗡嗡(zig)抖动翅膀的舞蹈和同伴进行传递花粉的方位，换句话说蜜蜂是依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。这种方式的特点是低功耗、近距离、自组织、低复杂度、低数据速率。这种方式主要适合用于远程控制以及自动控制领域，并且可以将各种设备嵌入其中。ZigBee联盟在2003年5月发布的ZigBee的标准为IEEE802.15.4的MAC层、PHY层、数据链路层等。并对它的网络层、以及加密层和应用的描述层等的制定也有了比较大的进程6。其他的应用领域和相关的一些设备的描述也将陆续的发布。而且ZigBee不仅是802.
14、15.4的代名词，IEEE仅仅只是处理低级的MAC层和PHY层的协议，故ZigBee联盟对它网络层的协议以及API实施了标准化。完全协议可以用于一次能够直接连接在基本节点4K字节的设备上或连接在作为集线器、路由器的32K字节协调器。协调器可以连接255个子节点，而多个协调器就可以组成网络，而且路由传输数目没有具体的限制。而且ZigBee联盟也开发出安全层，以保证此便携设备可以不在意外的泄漏它的标识，并且其他的节点不会获得这种通过远距离的传输数据。在2001年的8月，ZigBee Alliance宣布成立。在2004年,ZigBee 的V1.0版发布。虽然它被称为zigbee技术的首个规范.但是
15、因为推出的很仓促，存在着一些错误。在2006年时，又推出了ZigBee 的2006版，这个版本相比较前面进行了完善;在2007年末时，ZigBee PRO被推出;在2009年的3月，zigbee 的RF4CE被推出，它拥有高灵活性以及远程控制的能力;从2009年开始，zigbee使用的是IETF推出的IPv6 6Lowpan标准来作为新的智能电网Smart Energy(SEP 2.0)的标准，它希望形成一个全球性的可以容易的和互联网集成的统一的网络，并且实现节点到节点的网络之间的通信。而伴随着美国和全球大规模建设并且应用智能电网，物联网的感知层的技术标准正逐渐向IPv6 6Lowpan的标准
16、过渡，而逐渐舍弃zigbee技术。伴随着物联网在我国的快速发展，ZigBee也将越来越容易被国内的用户接受。现在部分智能传感器已经开始应用ZigBee技术，并且在商业大楼的自动化以及全自动控制(新建安装)和仪表的控制等领域也逐渐的在应用ZigBee技术。商业大楼将可以通过ZigBee技术完成一些可以自动的控制和管理空调，灯光，火灾的感应系统等等各项的开关控制的系统的功能，这样既可以达到降低人力管理的成本，也可以减少能源的成本。如果用户家中应用ZigBee系统，那么用户可以很方便的监控家中的水、电力以及天然气等等能源的使用情况，并且如果想要检测安全功能，可以在家中安装无线传感器来监控各种不同情况
17、，一旦侦查到异状即可自动发出警告。并且可以将基于ZigBee网络的无线定位技术可应用于疗养院或老年社区内实现全区实时定位及求助功能。若老人都随身携一个移动报警器，在遇到险情时，可以及时的按下求助按钮，这样不仅操作简单、可靠性高，更重要的是使用者的安全和救援问题得到解决。Zigbee在其他领域的应用也非常广泛，例如智能电网、数字化医疗、智能交通、公共安全、智能家居、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、金融、环境保护、气象、遥感勘测、林业、农业、水务、煤矿、石化等领域。2.ZigBee无线网络基本原理2.1 ZigBee技术的特点ZigBee是一种无线连接技术，可工作于245
18、0MHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,它们分别具有的最高传输速率是：250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s，它的传输距离一般在10-75m的范围内,但可以继续增加。ZIGBEE的特点7主要有:(1)工作的周期比较短、收发信息功率损耗比较低，并且RFD(Reduced Function Device，简化功能器件)采用了休眠模式，当网络不工作，它可以自行的进入到睡眠模式中。(2)成本低廉；通过进行大幅度的简化各种协议，并降低了设备对通信控制器的标准。(3)较低的速率、较短的延时。ZIGBEE最大的通信速率可以达到250 kb/s(工
19、作在2.4 GHz时)，可以满足较低速率的传输数据。ZIGBEE技术的响应速度也比较快，从睡眠进入工作状态的过程只需15ms的时间，而节点连接要进入网络中只需30ms的时间，因此进一步的节省了电能；但相比较而言，蓝牙需310 S、Wi-Fi需3 S。(4)传输范围比较近，主节点可容纳的子节点较多。传输范围一般在10100 m之间，在增加RF发射功率后，传输范围增加到13 km。这指的是相邻节点间的距离，如果通过路由与节点之间的通信接力，传输的范围将会更加的广泛。ZIGBEE技术可以采用片状、星状和网状的网络结构。可以由其中的某个主节点来管理下面的多个干子节点，而一个主节点最多可以管理它下面的2
20、54个子节点。(5)可靠性和安全性比较高。ZIGBEE的MAC层采用的是CSMA/CA碰撞避免机制，而且为需要的固定带宽通信业务也预留了可以使用的专用时隙，这样避免了在发送数据时出现的竞争于冲突。并且ZIGBEE也提供了一种采用高级的加密标准(AdvancedEncryption Standard，AES)的对称密码，以确保它的安全属性。(6) 免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗(Industrial Scientific Medical，ISM)频段，分别为2.4 GHz(全球)、915 MHz(美国)和868 MHz(欧洲)2.2 ZigBee协议拥有相应的无线网络协议(包括MAC
21、层、路由、网络层、应用层等)的无线传感器网络才能在节点相互之间进行数据交流，无线传感器的成本低廉、能量使用较少、较高的容错性等的要求通常使传统的无线协议有着不小的冲击，这种情况下，ZigBee协议13应运而生。Zigbee网络是基于IEEE 802.15.4标准的网络。但是，由于IEEE可以处理低级物理层和MAC层协议，故而Zigbee联盟需要扩展IEEE，并对它的网络层的协议与API进行着标准化。而Zigbee技术主要用于距离较为接近的无线传感器的连接。并且它有着适用于自己的一些协议标准，在多个小型的传感器进行相互的协调并实现它们之间的通信，由于此类型的传感器对能量的需求很少，所以使用接力方
22、式将数据从某个传感器以无线电波方式传送到其他传感器是比较方便的，故此它们之间的传输效率是比较高的。多达65000个无线传感器模块可以组成一个ZigBee网络，有点像现在的移动通信中的GSM网以及 CDMA网；Zigbee网络中的的数传模块比较类似于一个移动网络基站，而在整个网络的范围内，每个模块可以进行之间的相互通信，而每个网络的节点之间的距离还可以从75米，将扩展到几百米，甚至到几公里的距离；并且整个Zigbee网络也可以和存在的其它各种的网络进行连接12。通常，在以下情况下，可以采用ZigBee技术：要求的传输数据量不多，而且要求的设备的成本也比较低；但是需要很多采集数据和监控数据的网点；
23、并需要数据传输有高的可靠性和高的安全性； 而且设备的体积较小，因为不方便放置一些大的电源模块和一些大的充电电池或电池供电；由于地形比较复杂，需要监测的点较多，因此需要网络可以覆盖较大的面积；但是现有的移动网络存在一些覆盖盲区；因此使用一些现存的移动网络进行传输某些低数据量传输的遥测或遥控系统；GPS的使用效果较差以及想要在局部定位移动的目标但是成本较高13。而在已经被发布的ZIGBEE 的V1.0版中没有规定一些具体的有关的路由协议，而具体的协议由具体的协议栈实现。ZigBee堆栈不同层和802.15.4MAC之间可以通过SAP来进行通信。SAP是由某一个特定的层提供和上层之间服务的接口。 Z
24、igBee堆栈大多数层中都有两个不同的接口:分别是管理实体的接口和数据实体的接口。管理实体的接口是为上层提供一些访问内部层配置、参数和管理的数据的机制；安全服务提供层可以提供所需求的安全机制。而数据实体的接口是为了向上层提供一些所需要的常规的数据服务。通常，系统的整体的安全性应该从模板级中定义，同时需要模板必须定义网络中需要实现哪种类型安全的特殊设定。MAC、网络或应用层都可以被保护，由于需要降低对存储的要求，因此它们需要分享它们的安全钥匙；SSP是通过ZD0进行一些初始化或配置的，并要求实现其中的高级加密标准(AES)；ZigBee对于信任中心用途有了有了规范的定义。信任中心是网络中在分配某
25、个安全钥匙的一种令人信任的设备。3.ZigBee网络基本组成3.1ZigBee网络构成3.1.1协调器每个zigbee网络只能有一个zigbee的协调器.因为协调器是整个网络的开始，他具有网络的最高权限，是整个网络的维护者，还可以设计安全中心和执行其他动作，同时还可以保持间接寻址用的表格绑定，保持网络其他设备的通信。每zigbee网络允许zigbee协调器协调器首先选择信道网络标识(PAN ID)始网络10 。网络协调器有协调建立网络，传输网络信标、存储网络节点信息、管理网络节点，并且提供关联节点之间的路由信息等功能；此外，网络协调器要存储一些基本信息，如数据转发表、节点数据设备和设备关联表等
26、。 协调器（如图3.1）负责将网络建立起来并进行维护，它必须是FFD节点，而且需要提供稳定的电源，是耗能问题得到解决。从设备可以是FFD节点也可以是RFD节点，它只能直接与网络协调器进行数据通信，而与其他从设备之间的通信必须通过网络协调器转发。图3.1 协调器流程图3.1.2 路由器路由器是一种支持关联的设备，能够实现其他节点的消息转发功能。ZigBee路由器的功能主要是：协助其他设备加入网络，作为数据跳转、协助子终端设备通讯。在网络中的工作有效期：全程服务于网络。ZigBee网格或树型网络可以有多个ZigBee路由器。ZigBee星型网络不支持ZigBee路由器。ZigBee终端设备可以执行
27、它的相关功能，并使用ZigBee网络到达其它需要与其通信的设备。它的存储器容量要求最少。路由技术可以使数据以最佳路径通过通信子网到达目的节点提供服务。而在OSI参考模型中，网络层实现的是路由功能。而且在自动组网体系结构中，路由协议是非常重要的组成部分路由协议，发现和维护路由是路由协议在网络中的功能：监控网络拓扑结构的变化，交换路由信息，确定目的节点的位置，产生并维护以及取消路由，选择路由并转发数据。路由器流程如图3.2 。传输数据前，通过对网络当时可利用的所有路径进行搜索，分析它们的位置关系以及远近，然后选择其中的一条路径进行数据传输，而不是预先设定，这就是动态路由11。网络管理软件过程中中，
28、“梯度法”是通常被选择的路径，即先选择路径最近的一条通道进行传输，如果不能成功传输，需要选择另一条比第一条远一点的通路在进行数据的传输，以此类推，直到数据被传输到目的地。而在一些实际工业的现场，某些预先确定的一些传输路径可能随时发生变化，或由于繁忙而不能及时进行传送数据，有或者因某种原因使用的路径被意外中断了。如果使用动态路由并结合网状拓扑结构，那么这个问题就会被较为完美的解决，这样可以保证数据的可靠传输。图3.2 路由器流程图3.1.3终端节点Zigbee终端节点是具体执行的数据采集传输的设备，他不能转发其他节点的消息。终端节点可以采集温度、湿度、光照等等一系列的数据，并将它们以单跳或多跳的
29、通信方式传送给协调器。终端节点加入ZigBee网络并进行数据采集的流程如图3.3 。图3.3 终端节点流程图3.2 ZigBee网络拓扑结构ZigBee的网络拓扑结构有三种：星型网络、树簇型网络、网型网络。其中，定义了两种设备：全功能设备（FFD）和精简功能设备（RFD）12。与RFD相比，FFD在硬件功能上比较完备。在通信能力上，FFD可以与是由于其他的FFD或RFD通信，而RFD只能和与其关联的FFD进行通信。星形网络拓扑结构：星形拓扑是最简单的一种拓扑形式，他包含一个协调器节点和多个的终端节点。每一个终端节点只能和协调器节点进行通讯。如果需要在两个终端节点之间进行通讯，则必须通过协调器将
30、信息发送或回复。星形网络拓扑结构节点之间通信只能通过协调器转发，而不能自由通信。因此协调器有可能成为整个网络的瓶颈。实现星形网络拓扑不需要使用ZigBee的网络层协议，因为本身IEEE 802.15.4的协议层就已经实现了星形拓扑形式，但是这需要开发者在应用层作更多的工作，包括自己处理信息的转发。星形拓扑结构图如3.4图所示：图3.4 星形拓扑结构树形网络拓扑结构：一系列叶节点设备连接在一个全功能节点(FFD)上形成一个“簇”，若干个“簇”再连接就形成“树”，故称为树簇型拓扑网络。树形网络拓扑结构由一个协调器和多个路由器和终端节点。协调器连接一系列的路由器和终端节点,他的子节点路由器可以连接一
31、系列路由器的和终端节点，这样可以重复多个层级，扩大网络覆盖范围。在需要网络覆盖范围较大的场景中，树型拓扑结构是一种比较合适的结构形式，树簇型拓扑网络网络拓扑结构中的大部分节点是FFD，半功能节点(RFD)只可以成为叶节点而处于树枝的最下端。网络由一个协调器建立网络，而主协调器可以使用多的资源和较为稳定而可靠的供应电源等。网络需要被建立时，在协调器开始建立网络之后，将首先选择一个网络的标识符，在将自己的短地址设置成0，后向它邻近的一些设备传送信标，并接收连接其他的设备，树的第一级构建就完成了。协调器与这些设备之间形成父子关系。树形拓扑的结构如图3.5所示：图3.5 树形拓扑结构网状拓扑结构：一个
32、网状网络包含一个协调器、多个路由器和终端节点。这种网络拓扑结构和树形网络拓扑结构有很多相似之处。但网状网络拓扑的信息路由规则更加自由，在某种情境下，路由节点之间可以直接进行数据传输。这种路由机制使得信息的通讯变得更有效率，而且意味着如果路由路径出现了问题，信息可以自动的沿着其他的路由路径进行传输。网形网络拓扑可以自由的设计拓扑结构，并且可以很容易适应环境。网络中的每个节点都是一个小的路由器，都具有可以重新进行路由的选择，这样可以确保网络的高可靠性，并且在网络中，两个节点之间的通讯路径并不唯一。网型拓扑结构和星型拓扑结构、树簇型拓扑结构相比，网形拓扑结构更加的复杂，并且网形的路由拓扑将是动态的，
33、并不存在固定并可知的某个路由模式；而这样的设置使得信息的传输时间依赖于瞬时网络的连接质量。如果建立一个网状拓扑的网络，这个网络将有很强的功能性，此网络既可以使用“多级跳”来进行通信；而且更复杂的网络也可以使用网形拓扑结构来组成；并且该网络的功能还有自组织、自愈等等。网状拓扑的示意图如3.6所示：图3.6网状拓扑结构4.ZigBee组网技术研究与设计4.1 ZigBee网络硬件组成本次毕设使用的是多功能扩展板Q2530EB（电路原理图见附录B）如图4.1，它可支持多种具有射频功能的主控模块，并且配置有串口液晶显示的接口，USB供电接口，DC 5V电源接口和电池接口，R232接口，DEBUG接口，
34、五向按键以及指示灯和红外遥控的信号接收（发射）等模块。所有外设都通过SPI总线或者DEBUG等接口与射频模块Q2530RF（如图4.2）相连，受Q2530RF控制和访问。其各部分功能分别为：电源：Q2530EB采用三种电源供电模式，分别为DC5V供电、USB接口供电和电池供电，供电方式可在插座P5设置跳线选择。液晶显示部分：Q2530液晶显示模块提供串口控制方式，和SmartRF05EB不同，此Q2530EB液晶显示模块为选配部件，选用128*64的点阵图形液晶显示模块并提供该液晶显示模块的驱动源代码。串口部分：Q2530EB配置的RS232接口可用于与其他外设进行通讯。电路上采用U5进行RS
35、232电平转换，通过RS232插座P10与外设相连。串口设有电源跳线P9，用于设置串口芯片启动和关闭，并且串口带有两个指示灯D5、D6，分别用于表示串口是否收到货在发送数据，D7为串口电源指示灯。接口部分：多功能仿真扩展板Q2530EB的主控部分为外接的射频控制模块。通过P14、P15与Q2530EB控制模块连接。Q2530E提供DEBUG 接口P13与仿真器相连，并将相关信号通过插座P14，P15连接至射频控制模块Q2530RF，这些信号线也可通过P11进行断开。按键和指示灯：多功能扩展板Q2530EB提供一个五相按键（U3）、四个轻触按键（S1/S2/S3/S4）、六颗LED(D1/D2/
36、D3/D4/D8/D9)显示。U3可以检测五个方向和一个按键动作。需要有KEY_UP、KEY_DOWN、KEY_LEET、KEY_RIGHT、KEY_PUSH五个信号来描述方向按键动作。四个轻触按键中的S4键为系统复位键（RESET），S3为RemoTI开发系统定义按键，S1、S2为ZigBee开发系统定义按键。六个LED灯中D1/D2/D3/D4为ZigBee开发系统定义LED，D8/D9为RemoTI开发系统定义LED显示。其他部分：Q2530EB配置一个串口FLASH(U7)用于数据和参数的存储，而红外遥控信号的输入由U8及其他一些阻容件完成，IR信号经调解去载波后输入射频控制模块Q25
37、30RF。红外遥控信号的输出由射频控制模块Q2530RF直接驱动红外发射二极管D10完成发射。Q2530开发板上含有一个10K的电位器，用以进行模拟量A/D采样的学习与实验。图4.1 Q2530EB开发板实物图图4.2 Q2530EB 射频模块电路原理图4.2 ZigBee网络的软件实现本次毕业设计主要使用的软件有IAR程序下载与仿真软件、Z-Sensor Monitor 软件、SmartRF Studio 7和抓包软件Packet Sniffer等.1、Packet Sniffer软件简介与电话电路不同，计算机网络是共享通讯通道的。共享意味着计算机能够接收到发送给其它计算机的信息。捕获在网络
38、中传输的数据信息就称为sniffing（窃听）。 sniffer 通常在同一个网段里的所有网络的接口都拥有可以访问一些使用物理媒体来传输数据的能力，硬件地址也是网络接口所必需，这个硬件地址和网络中拥有的其他的网络接口是不同的，广播地址每个网络所必须的。在一般情况下，被允许合法存在的网络接口只需要响应两种不同的数据帧： 帧的目标区域具有的硬件地址应该和本地的网络接口能够匹配和帧的目标区域应该拥有一个广播地址。如果收到以上的数据包，nc通过cpu将产生一个硬件中断，该中断能引起操作系统注意，然后将帧中所包含的数据传送给系统进一步处理。 而sniffer就是一种能将本地nc状态设成（promiscu
39、ous）状态的软件，当nc处于这种混杂方式时，该nc具备广播地址，它需要对经过的每一个数据帧都将产生一个可以提醒操作系统处理竞购的报文包的硬件中断。 2、 IAR软件简介 IAR Embedded Workbench 是由瑞典的IAR Systems 公司开发的嵌入式软件系列开发工具的总称，该系列中的各款产品分别支持着不同构架的8位、16位或32位的单片机以及微处理器。例如， IAR Embedded Workbench for ARM、 IAR Embedded Workbench for Atmel AVR、IAR Embedded Workbench for TI MSP430等。IAR
40、 Embedded Workbench 无缝集成了IAR C/C+编译器、IAR汇编器、IAR XLLINK Linker、IAR XAR Library Builder、IAR XLIB Librarian、IAR C-SPY Debugger、Editor,命令行创建工具以及工程管理等，可以支持用户在各种单片机或微处理器上进行嵌入式软件代码的编译、连接、下载和调试。IAR Embedded Workbench 有如下特点：a. 不同的构架可以使用同一界面：对于20余种不同构架的单片机或微处理器，IAR Embedded Workbench 提供了近乎统一的用户界面和使用方法，方便了在不同构
41、架芯片间转换的用户。b. Seamless Tool Chain Integration：IAR Embedded Workbench 在一个IDE中无缝集成了IAR C/C+编译器、IAR汇编器、IAR XLLINK Linker、IAR XAR Library Builder、IAR XLIB Librarian、IAR C-SPY Debugger、Editor 等工具，并能够与第三方的仿真器驱动、Editor、Source Control 等工具进行无缝整合，使得用户能够方便的完成整个嵌入式软件的开发。c. Chip Level Support：除了支持各种单片机或微处理器内核之外，还
42、提供芯片级的支持，包括SFR头文件，SFR调试器文件、片内Flash 烧写下载、链接器配置文件以及针对常用的芯片代码例程等，使得用户可以快速上手进行开发和测试11。d. C/C+ Optimizing Compiler：IAR C/C+ Compiler 的代码优化性能居业界领先地位，能够最大程度地生成体积小、速度快的优质可执行代码。每个源代码文件组或源代码文件的优化方式和优化级别均可在IDE中直接调节，以适应各种不同的优化要求。IAR C/C+ Compiler 既能够严格遵循ANSIC/Embedded C+国际标准，也提供针对各种单片机或微处理器构架的言语扩展，还支持对汽车行业的MISRA C编程规则进行自动校验。e. Support Hardware Enulators和IAR C-SPY 调试器(先进的高级语言调试器等等。3、 Z-Sensor Monitor简介Z-Sensor Monitor有两个功能：一是配合ZH-CC2530ZDK即可组成ZigBee无线传感器监控系统，传感器节点采集的温度数据值，经路由器到达汇聚节点，再由汇聚节点通过UART转USB接口，可在该软件上将网络的拓扑结构及各个传感器节点采集的数据以图形方式形象地显示在PC机终端上。二是可以非常直观的看出此时网络的拓扑结构图。4