Luận Văn Tìm hiểu về công nghệ Zigbee IEEE 802.15.4

MỤC LỤC
Lời nói đầu .2
PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 8
1. Đặt vấn đề 8
2. Nhiệm vụ luận văn 8
3. Bố cục luận văn .8
PHẦN B: LÝ THUYẾT 10
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG WPAN 10
1.1 Khái niệm mạng WPAN (Wireless Personal Area Network) 10
1.2 Sự phát triển của mạng WPAN .10
1.3 Phân loại các chuẩn mạng WPAN 11
1.4 Khái quát về ZigBee/ IEEE 802.15.4 .11
1.4.1 Khái niệm 11
1.4.2 Đặc điểm 12
1.4.3 Ưu điểm của ZigBee/IEEE802.15.4 với Bluetooth/IEEE802.15.1 .13
1.5 Mạng ZigBee/ IEEE 802.15.4 LR-WPAN 14
1.5.1 Thành phần của mạng LR-WPAN 14
1.5.2 Kiến trúc liên kết mạng .14
1.5.2.1 Cấu trúc liên kết mạng hình sao (Star) 15
1.5.2.2 Cấu trúc liên kết mạng mắt lưới (mesh) 16
1.5.2.3 Cấu trúc liên kết mạng hình cây (cluster-tree) 16
CHƯƠNG II: CHUẨN ZigBee/IEEE 802.15.4 .18
2.1 Mô hình giao thức của ZigBee/IEEE802.15.4 18 - 3 -
Zigbee IEEE 802.15.4 GVHD:Ths. Lê Mạnh Hải
2.2 Tầng vật lý ZigBee/IEEE 802.15.4 18
2.2.1 Mô hình điều chế tín hiệu của tầng vật lý 20
2.2.1.1 Điều chế tín hiệu của tầng PHY tại dải số 2.4 GHz 20
2.2.1.1.1 Sơ đồ điều chế .20
2.2.1.1.2 Bộ chuyển bit thành ký tự .21
2.2.1.1.3 Bộ chuyển ký tự thành chip 21
2.2.1.2 Điều chế tín hiệu của tầng PHY tại dải tần 868/915MHz .22
2.2.1.2.1 Sơ đồ điều chế .23
2.2.1.2.2 Bộ mã hóa vi phân 23
2.2.1.2.3 Bộ ánh xạ bit thành chip 23
2.2.2 Các thông số kỹ thuật trọng tầng vật lý của IEEE 802.15.4 .24
2.2.2.1 Chỉ số ED (energy detection) 24
2.2.2.2 Chỉ số chất lượng đường truyền (LQI) .24
2.2.2.3 Chỉ số đánh giá kênh truyền (CCA) 25
2.2.3 Định dạng khung tin PPDU .25
2.3 Tầng điều khiển dữ liệu ZigBee/IEEE 802.15.4 MAC 26
2.3.1 Cấu trúc siêu khung 26
2.3.1.1 Khung CAP .27
2.3.1.2 Khung CFP 28
2.3.1.3 Khoảng cách giữa hai khung (IFS) .28
2.3.2 Thuật toán tránh xung đột đa truy cập sử dụng cảm biến sóng mang CSMA-CA .29
2.3.3 Các mô hình truyền dữ liệu 32
2.3.4 Phát thông tin báo hiệu beacon 35 - 4 -
Zigbee IEEE 802.15.4 GVHD:Ths. Lê Mạnh Hải
2.3.5 Quản lý và phân phối khe thời gian đảm bảo GTS .35
2.3.6 Định dạng khung tin MAC .37
2.4 Tầng mạng của ZigBee/IEEE802.15.4 38
2.4.1 Dịch vụ mạng 38
2.4.2 Dịch vụ bảo mật 39
2.5 Tầng ứng dụng của ZigBee/IEEE 802.15.4 41
CHƯƠNG III: CÁC THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN CỦA ZigBee/IEEE 802.15.4 .42
3.1 Thuật toán định tuyến theo yêu cầu AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector) 42
3.2 Thuật toán hình cây 45
3.2.1 Thuật tóan hình cây đơn nhánh 45
3.2.2 Thuật toán hình cây đa nhánh .49
PHẦN C: ỨNG DỤNG KẾT NỐI THIẾT BỊ PICDEM Z .55
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ BỘ TRÌNH DIỄN PICDEM Z 55
1.1 Giới thiệu .55
1.2 Ứng dụng .55
1.3 Thành phần của bộ trình diễn Picdem Z .56
1.4 Tổng quan về bộ trình diễn Picdem Z 56
1.5 Board mạch chủ Picdem Z .57
1.6 Card RF Picdem Z 59
1.7 Đĩa phần mềm Picdem Z 60
CHƯƠNG II: CÀI ĐẶT BỘ TRÌNH DIỄN PICDEM Z 61
2.1 Giới thiệu .61 - 5 -
Zigbee IEEE 802.15.4 GVHD:Ths. Lê Mạnh Hải
2.2 Yêu cầu của máy