ZigBee是一种应用于无线传感器网络(Wireless Sensor Network)的通信技术。近年来随着ZigBee技术的不断发展和成熟,它广泛应用于环境监测、工农业监控、医疗军事、交通运输、智能家居等领域。ZigBee系统通常采用周期性的数据传输机制,适用于那些长期无人值守、数据信息量需求不大的应用场景。例如在无线抄表系统、管道监控、桥梁隧道安全监测、空气质量监测等非实时性系统中,一般采用电池对节点进行能量供应,所以节点的能量成为了ZigBee系统的重要资源,也决定了整个系统的使用时间。因此,在电池供电的条件下研究如何节省能量,提高能量利用率,延长ZigBee系统的使用时间成为了ZigBee技术应用领域的热点问题。本文研究应用于长周期性ZigBee系统的休眠唤醒的节能方法,解决ZigBee系统中能耗的关键问题。主要在以下两个方面进行的研究:首先,从应用场景角度上分析ZigBee系统的能耗问题。通过分析不同的休眠唤醒的节能机制,采用浅休眠唤醒模式应用在ZigBee系统中,降低系统的能耗,提高系统的能量利用率。其次,比较分析同步休眠和异步休眠方法,采用同步休眠方法设计了节点周期性的休眠唤醒工作方案。在方案中分析和研究了长时间定时休眠和网络休眠唤醒不同步的问题,采用休眠定时器循环工作的方法解决节点长时间定时休眠的问题和网络逐级时间同步的方法解决系统休眠唤醒不同步的问题。本文结合无线抄表系统的应用场景完成了休眠唤醒节能方案的设计与实现。在硬件上设计了ZigBee节点核心板电路和底板电路,其中核心板电路主要是无线通信电路,底板电路包括串口通信电路、按键电路等。软件上是在Z-Stack协议栈中实现了系统的组网和数据收发以及节点同步休眠唤醒等功能。最后,在实验中设计了能耗测试方案。采用多个节点进行了能耗的测试,验证了ZigBee系统节能方案的有效性。能耗测试实验结果表明系统的使用时间达到了预期设计的目标,也验证了休眠唤醒的节能机制在一定的条件下是能够较好地降低系统的能耗。