论文总字数：14439字

摘 要

ZigBee由于其低成本、低功率、简单等特点，在日常生活和工业中得到了广泛应用。本文针对近年来电动车频频失窃的社会问题，设计了一种基于ZigBee技术的遥控防盗系统。该系统以无线射频单片机CC2430为主要控制单元，实现了无线遥控、智能报警等功能，并在IAR环境下开发，实现了网络建立与通信的功能，最终总结出ZigBee技术充分可以实现电动车遥控防盗系统的要求。本设计结构简单、可随需要扩展功能，可移植性强。

关键字：ZigBee，CC2430，遥控防盗，安全性

Abstract:Because its characteristics of low cost, low power, simple,ZigBee was widely used in daily life and industry. In this paper, according to the social problems frequently stolen vehicle, designed a kind of remote control anti-theft system based on ZigBee technology. The system based on radio frequency chip CC2430 as the main control unit, to realize the wireless remote control,intelligent alarm and other functions, and in the IAR development environment,the realization of the network and communication function, and finally to the system safety analysis, finally summarizes the ZigBee technology to realize fully electric vehicle remote control anti-theft system requirements. This design has the advantages of simple structure, with the need to expand the functions,portability strong.

Keyword：ZigBee，CC2430，Remote control anti-theft，Safety

目录

1 绪论 1

1.1 ZigBee的背景与展望 1

1.2 ZigBee技术在电动车遥控防盗系统设计中的意义 1

1.3 本论文的主要内容和结构 2

2 ZigBee技术的概述 2

2.1 ZigBee技术的特点 3

2.2 ZigBee与其他无线通信技术的比较 3

2.3 ZigBee通信协议标准 4

2.3.1 IEEE 802.15.4标准 5

2.3.2 物理层（PHY）规范 5

2.3.3 媒体介质访问层（MAC）规范 5

2.3.4 网络层（NWK）规范 7

2.3.5 应用层 （APL）规范 7

3 电动车遥控防盗系统的硬件电路设计 8

3.1 CC2430的简介 8

3.2 遥控器电路的硬件设计 10

3.2.1 CC2430的I/O功能 11

3.2.2 CC2430的ADC功能 11

3.3 电动车主控电路的设计 12

3.3.1 开关电路部分 12

3.3.2 报警电路的设计 13

4 电动车遥控防盗系统的软件设计 15

4.1 网络设备的介绍 15

4.1.1 网络编号（PAN ID） 15

4.1.2 网络地址分配 15

4.2 遥控防盗系统的各网络流程 15

4.2.1 实验仿真与调试 18

5 总结与展望 19

结论 21

参考文献 22

致谢 23

1 绪论

1.1 ZigBee的背景与展望

因为在现有的无线通信技术中，存在组网范围有限、通信协议相当繁杂等问题，所以电气和电子工程师协会（即IEEE）成立了802.15.4工作小组，开发了新的协议：802.15.4协议。该协议是在面向家庭网络通信协议（即Home RF Lite）的基础上开发的。在2001年,ZigBee联盟（ZigBee Alliance）成立，随后国外很多的公司不断加入，使ZigBee迅速得到发展。 ZigBee协议在2003年正式发布，时隔仅一年后，在2004年时，ZigBee V1.0随即诞生，但这个时候的ZigBee只能组建星型拓扑和树形拓扑，网络安全性很低，不能满足市场的需要。为此在从2006年到2007年，相继推出了ZigBee2006、ZigBee2007以及ZigBee Pro。目前ZigBee联盟入盟会员多达150多家并在不断发展壮大，涉及领域包括：智能家居、工业、农业等短距低速的无线通信行业。

目前国内在，对ZigBee技术的研究相比国外比较滞后，具有自主品牌的ZigBee应用产品还不是很多，人们只能在相关学术报道上看到一些探索性的文章，根据市场调查发现，ZigBee在现实应用领域的需求非常大，具有很大的市场。比如楼宇自动化、工业检测、智能防盗等领域。

有人会问：市场上现在有很多成熟的无线通信技术，为什么还要研究ZigBee呢？这是因为ZigBee在2.4GHZ的通用频段传输速率很低，所需流量很小，它弥补了市场上现有无线通信技术的不足，与他们是相互补充关系。令人振奋的是国家将物联网被纳入十二五计划中，这给ZigBee技术的发展和壮大提供了前所未有的机遇。我相信在将来的某一天，人们可以享受到ZigBee技术带给人们廉价、便捷的服务。

以上可以看出，ZigBee技术在国内发展前景和市场应用空间是非常巨大的，机遇难得。

1.2 ZigBee技术在电动车遥控防盗系统设计中的意义

现在“环保低碳”的理念越来越深入人心，电动车正好迎合了市场潮流，逐渐受到不同阶层人的青睐。随着电动车的不断普及，它在给人们生活带来便利的同时，由于利益的驱使，不法分子开始不断盗窃电动车，给人们带来不少困扰。ZigBee技术由于其自身的特点，非常适合电动车遥控防盗系统的设计，解决人们的烦恼。

ZigBee技术应用于电动车遥控防盗有以下几个特点^[1]：

1. 费用低：ZigBee的协议简单并且免费的，无需专利费，而且集成度较高，成本低。
2. 节约电量：因为 ZigBee的睡眠/唤醒时钟周期很短，所以收发传输据的功耗较低。两节五号的电池最长可供其工作2年之久。
3. 可靠性高：ZigBee采用了带有避免冲突的载波侦听多路访问方法（即CSMA/CA），可确保数据的可靠性，于此同时为了解决数据与数据之间的矛盾，ZigBee为个别的服务留下了时隙。
4. 安全性高：在ZigBee协议栈中，各层都有对应的加密防护方法。比如在物理层和媒体介质访问层中，对数据进行了AES-128算法加密，并且还提供了鉴权功能。

1.3 本论文的主要内容和结构

本文主要研究内容是：将ZigBee技术应用到日常电动车的遥控防盗中，其中以无线射频单片机CC2430作为主要控制芯片，它能够支持ZigBee协议。该设计首先从ZigBee的基本概念出发，详细分析了ZigBee在无线通信中的特点，然后分别从硬件电路和软件网络建立进行研究设计，最后得出最终设计结果。

本论文的结构为：

1. ：简述ZigBee的历史背景和在国内的发展前景，以及它在电动车防盗中的意义。
2. ：详细的说明ZigBee相关概念。
3. ：遥控防盗系统硬件电路的设计。从遥控器的电路到主控电路部分逐一进行设计，包括关于遥控器的CC2430最小系统电路设计、遥控器供电电源设计、电动车主控电路电路设计、报警电路的设计等等电路的设计。
4. ：遥控防盗系统软件部分的设计。该部分先了解网络的建立，并逐层分析组网流程，然后研究了网络节点的建立流程分析。
5. ：总结与展望。总结全文的大概内容并分析了本设计后期需要改进的地方。

2 ZigBee技术的概述

ZigBee是一种刚刚受到关注的无线通信技术，主要是用于对距离要求不高的无线传输领域。它可以跟传感器组网，实现对被测物的数据的监控，并可以根据需要，与互联网联接，实现物联网功能。

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