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2.3 IEEE802.15.4网络
随着互联网技术的高速发展和普及，Internet对于人类的生活方式长生了巨大的影响，集成了嵌入式技、网络技术、微机电系统（MEMS）以及传感器技术的无线传感网络将Internet从虚拟时间拉向了物理世界，从而将逻辑上的信息世界和真是的物理世界相结合在了一起，改变了人与世界的交互方式，满足了人类对网络无处不在的需求。在2000年的12月IEEE成了IEEE802.15.4工作组，主要定义一种低成本、低功耗以及低速率的无线连接技术，一般来说认为短距离的低功率无线通信技术最最适合传感器网络的使用，传感器网络就是IEEE802.15.4标准的主要市场对象。
IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网标准（Low Rate Wireless Personal Area Networks，LR-WPAN）。这项标准定义了物理层PHY和介质访问控制层MAC[8]。
IEEE802.15.4网络指在一个POS内使用相同的无线信道并且通过IEEE802.15.4标准的来完成互相通讯的一组设备的集合，又被称为LR-WPAN网络。在这个网络当中，依照设备自身所具备的不同的通信能力，设备被分为两种，一种被称为全功能设备（FFD）另外一种被称为精简功能设备（RFD）。RFD设备之间是不能够直接互相通信的，只能够过FFD设备来建立通信和向外转发数据，这样的FFD设备被称为是RFD设备的协调器（coordinator）。RFD设备主要被应用于一些简单的控制应用，例如灯的开关、少量数据的传输，不仅非常廉价也非常容易实现。
IEEE802.15.4网络中，有一个被称为PAN网络协调器的FFD设备（Full Function Device，全功能设备），是LR-WPAN网络中的主控制器，网络协调器除去要直接参与应用以外，还要完成链路状态信息管理、身份管理以及分组转发能任务。本项目的网络协调器在本文第三章第二节有详细的介绍。
IEEE802.15.4网络协议栈是基于开放系统互连模型（OSI）的，每一层都能够实现一部分的通信功能，并且向高层提供服务。IEEE802.15.4标准仅仅定义了PHY（物理层）和数据链路层MAC子层。
在无线通信通信中，信道的特征是动态变化的，由于节点的位置、天线的方向发生微小的改变或者周围环境的变化都会引起通信链路信号强度和质量的巨大变化，所以无线通信的覆盖范围是不确定的。
IEEE802.15.4网络根据需要可以组成星型网络、网状网络以及树簇型网络，在星型结构中，所有的设备都与网络协调器进行通信，在这样的网络中网络协调器通常采用持续供电，其他设备则采用电池供电。星型结构被广泛的应用在个人计算机，家庭自动化等小范围的简单室内应用中，本项目采用的就是星型结构的网络。星型网络拓扑图如下图2.1所示。
图2.1 星型网络结构拓扑图
图中的箭头代表信息流，在星型网络拓扑结构当中，通信是建立在一个叫PAN协调器的中心控制设备和其他设备之间的，对于网络通信而言，这些设备可以被视为发起设备或者是终端设备；而PAN协调器则能够作为路由设备、发起设备和终端设备。
如今的现状来看，星型网络拓扑结构主要被应用于个人计算机外设、智能玩具、个人健康检查、医疗设备以及家庭自动化等方面。
本项目在IEEE802.15.4标准和Zigbee协议的基础上采用了CC2530芯片通过星型网络拓扑结构来组网进行简单的仿真[9]。
3 实验的硬件平台
3.1 CC2530 芯片简介
CC2530芯片可以说是一个兼容了IEEE802.15.4的片上系统，支持专有的802.15.4市场以及Zigbee、Zigbee PRO。该芯片可以用于的应用包括了家庭智能化系统、远程控制、医疗设备、楼宇自动化以及更多的领域，并且有多达256KB的闪存来支持更多更大的应用。
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