摘 要

无线传感器网络的产生，是随着无线通信、片上系统、微机电系统以及低功耗嵌入式技术的快速发展，，并且以它的低成本、低功耗、分布式和自组织的特点带来了一场信息感知的变革。

监测区域内众多的廉价微型传感器节点组成了无线传感网络，并且通过无线通信的方式形成了一个多跳自组织式网络。无线传感器网Zigbee技术是一种低传输数据速率下的各种电子设备之间，应用于短距离范围内的无线通信技术。无线传感器网络可以由许多功能相同或者不同的无线节点组成。在物理硬件上刻意分为全功能设备（FFD）和半功能设备（RFD）；在逻辑功能上（在Zigbee网络中的作用）可以分为：主器件协调器和路由器，它们是属于FFD节点，以及终端器件，是属于RFD节点。其中终端节点是各种传感器节点。

目前一种崭新的采集信息的平台：无线传感器网络，可以实现实时地监测以及采集网络分布区域内的各种数据信息，为成功地与其他的网络系统进行通信，该平台能够将这些信息发送到网关的节点上，从而达到了数据之间交互的目的。

本课题就是在上述背景下提出的，是基于C#语言和Microsoft Visual Studio 2008技术平台的以实现无线网络网关设计。

关键词：串口通信，C#，SerialPort，Zigbee，CC2430

Abstract

With wireless communications, system on chip, micro-electromechanical systems, and low-power embedded technology's rapid development，wireless sensor networks have emerged, and with its low cost, low power consumption, the characteristics of distributed and self-organization brought about a change in perception of information.

Wireless sensor network is deployed in the monitoring area by the large number of low-cost micro sensor nodes, formed by way of wireless communication, a multi-hop ad hoc networks. Zigbee wireless sensor network technology is used within a short distance, low data transmission rates between the various electronic devices for wireless communications technology. Wireless sensor networks can be composed of many same or different features of wireless nodes. In accordance with the physical hardware, It can be divided into full-function device (FFD) and semi-function device (RFD); Logical functions (in the Zigbee network effect) can be divided into: Master coordinator and routers, they belong to the FFD nodes. And terminal devices, it belongs to the RFD nodes. Terminal node which is all kinds of sensor nodes.

Wireless sensor network is a new platform for access to information, It can real-time monitor and capture all kinds of information within the region, and will send this information to the gateway node. And then communicate with the other network systems to achieve the purpose of the interaction between data.

This topic is made ​​in the above context, it is based on the C # language and Microsoft Visual Studio 2008 technology platform to achieve the wireless network gateway design

Key Words：Serial Communication, C#，SerialPort，Zigbee，CC2430

目录

前 言 1

第一章 绪论 2

1.1选题的背景 2

1.2选题的意义 3

1.3 研究内容 3

第二章 基于Zigbee的无线网络网关的总体设计 4

2.1 嵌入式系统 4

2.1.1 嵌入式系统的定义 4

2.1.2 嵌入式系统组成 4

2.2 无线传感器网络 5

2.3 ZigBee 6

2.3.1 ZigBee 来源 6

2.3.2. ZigBee 的发展 6

2.3.3. ZigBee 的特点 6

2.3.4 ZigBee 技术的特色与创新 7

2.4 系统设计思想 7

第三章 CC2430DK Zigbee 开发套件 8

3.1 CC2430DK Zigbee 开发套件概述 8

3.2 套件主要内容 8

3.2.1 硬件标准配置 8

3.2.2. 选配件： 9

3.2.3. 软件标准配置： 9

第四章 系统硬件的设计与实现 10

4.1 CC2430/2431仿真器 10

4.2 CC2430无线节点 11

4.3 RS232串口电缆 12

第五章 软件平台tem_port设计 14

5.1 编程语言 14

5.1.1 C#语言简介 14

5.1.2 C#语言的优势 14

5.2 开发环境 16

5.2.1 操作系统 16

5.2.2 开发工具 16

5.3 软件平台总体设计 17

5.3.1 设计思路 17

5.3.2 软件平台设计程序流程图 17

5.4 客户端tem_port界面搭建 19

5.5 tem_port功能结构 20

5.5.1 功能描述 20

5.5.2 功能结构 20

5.5.3 功能模块分析 20

5.6 tem_port功能实现 21

5.6.1 串口管理 21

5.6.2 串口的配置 22

5.6.3 数据的发送与 接收 25

5.6.4 数据的保存 29

第六章 系统测试 31

6.1 系统测试环境 31

6.2 功能测试 31

总结 33

致谢 34

参考文献 35

附录 36

前 言

伴随着无线通信、片上系统、微机电系统以及低功耗嵌入式技术的快速发展，无线传感器网络的孕育而生，并且以它的低成本、低功耗、分布式和自组织等特点带来了一场信息感知的变革。

在美国的商业周刊和MIT技术评论的预测未来技术发展的报告中，无线传感器网络被列为改变世界的十大技术之一和21世纪最具有影响力的21项技术。全球未来的三大高科技产业就包括塑料电子学、仿生人体器官和传感器网络。

Zigbee是当前比较流行的无线传感器网络，被广泛的应用于物联网应用，对Zigbee网络的管理和控制命令需要通过PC机向Zigbee网络下达，而Zigbee网络所采集的数据也可以根据需要传送给PC机进行显示和存储，因此需要设计一个无线传感器网络节点与PC机之间的通信软件（网络连接网关）。网关设计好之后，就可以通过因特网实现远程访问、控制和管理无线传感器网络。