構(gòu)件化的Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告

構(gòu)件化的Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景及意義近年來(lái)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，Zigbee協(xié)議作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的一種短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率的通信協(xié)議，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家庭自動(dòng)化、智能家居、智能電網(wǎng)、工業(yè)控制等領(lǐng)域。目前市面上的Zigbee芯片大多帶有協(xié)議棧，提供了完整的協(xié)議棧功能，但是這種芯片成本昂貴，且不支持自定義協(xié)議，滿足不了各種嵌入式系統(tǒng)的需求。因此，開(kāi)發(fā)一種輕量級(jí)、可定制的Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)對(duì)于促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)的普及和發(fā)展至關(guān)重要。本選題旨在對(duì)Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)對(duì)Zigbee協(xié)議的構(gòu)件化設(shè)計(jì)。二、研究目標(biāo)本選題旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)Zigbee協(xié)議的構(gòu)件化設(shè)計(jì)，具體研究目標(biāo)包括：1.構(gòu)建Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)議棧的可定制和可擴(kuò)展；2.實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)的各個(gè)組件；3.在Cortex-M0+平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)。三、研究?jī)?nèi)容及計(jì)劃1.系統(tǒng)分析：調(diào)研Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)的架構(gòu)和規(guī)范，基于開(kāi)源協(xié)議棧和實(shí)際應(yīng)用需求，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方向和目標(biāo)；2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：基于系統(tǒng)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)構(gòu)件化的Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)，確定各個(gè)組件的接口和協(xié)議，制定開(kāi)發(fā)計(jì)劃；3.組件的實(shí)現(xiàn)：逐一完成組件的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試，保證各個(gè)組件實(shí)現(xiàn)的正確、可靠、高效；4.系統(tǒng)集成：對(duì)各個(gè)組件進(jìn)行集成測(cè)試，驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性，為下一步應(yīng)用開(kāi)發(fā)做準(zhǔn)備。時(shí)間規(guī)劃：第1-2周：系統(tǒng)分析第3-4周：系統(tǒng)設(shè)計(jì)第5-8周：組件的實(shí)現(xiàn)第9-11周：系統(tǒng)集成第12周：論文撰寫(xiě)四、研究方法與技術(shù)路線本研究采用構(gòu)建軟件系統(tǒng)的方法，基于事件驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)，將Zigbee協(xié)議棧分解為若干個(gè)組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)議棧的可定制和可擴(kuò)展。使用C編程語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在Cortex-M0+平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)。使用KeiluVision5作為開(kāi)發(fā)工具，進(jìn)行代碼編寫(xiě)、編譯、下載、調(diào)試、測(cè)試。同時(shí)，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使用git進(jìn)行版本控制，以確保代碼的管理和迭代。五、預(yù)期成果1.構(gòu)建一種構(gòu)件化的Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)；2.實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)的各個(gè)組件；3.在Cortex-M0+平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)；4.發(fā)表一篇關(guān)于構(gòu)件化的Zigbee協(xié)議棧軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的論文。六、參考文獻(xiàn)[1]PhamT.D,LeeJ.,KimH.,etal.AsurveyonInternetofThings:Architecture,enablingtechnologies,securityandprivacy,andapplications.IEEEAccess,2019,7:3619-3647.[2]IEEEStandardforInformationTechnology-Telecommunicationsandinformationexchangebetweensystems-Localandmetropolitanareanetworks-SpecificrequirementsPart15.4:WirelessMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)SpecificationsforLow-RateWirelessPersonalAreaNetworks(LR-WPANs),IEEEStd802.15.4-2015.[3]ZigbeeAlliance.Zigbeespecification[R].2020.[4]ParkH.,JungM.AZigBee-basedwirelesshomeautomationsystem.IEEETransactionsonConsumerElectronics,2006,52(3):837-842.[5]TsaiMH,ChenCY.Onsecurityissuesanden