基于zigbeeCC2530的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、摘要隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，人們呼吁快速便捷的網(wǎng)絡(luò)的呼聲也越來越來強(qiáng)烈，無線網(wǎng)絡(luò)必定是未來世界的網(wǎng)絡(luò)主要發(fā)展方向。而3G時(shí)代無線應(yīng)用的日漸豐富，以及無線終端設(shè)備的層出不窮，對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)，尤其是基于802。11技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的WiFi無線網(wǎng)絡(luò)，802。11n產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用逐漸成為市場主流應(yīng)用。ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù).它是一種介于無限標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案，主要用于近距離無線連接。自己在學(xué)校學(xué)習(xí)期間熟悉了通信原理，簡單的單片機(jī)知識(shí),c語言編程等等.這些都能在這次的srtp里面得到體現(xiàn).我們本次srtp重點(diǎn)研究了zigbee無線組網(wǎng)，結(jié)合TI zstack無線傳感協(xié)議，在c

2、c2530芯片的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)溫濕度光敏等數(shù)據(jù)的無線監(jiān)測(cè),通過此次設(shè)計(jì)過程來驗(yàn)證zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的便捷性.關(guān)鍵詞 無線網(wǎng)絡(luò) zigbee 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)第一章 緒論1 課題背景機(jī)車在做牽引試驗(yàn)時(shí)，需對(duì)機(jī)車上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與傳輸系統(tǒng),目前還是通過有線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸,由于線纜本身十分笨重，占用空間多,這就使得每次牽引試驗(yàn)時(shí)，不但接線非常繁瑣，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。又由于受到振動(dòng)，連接電纜易損壞或者斷線，大大影響了數(shù)據(jù)采集的可靠性.針對(duì)目前牽引試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)存在的不足,擬采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)牽引試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸。該系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)取消了常規(guī)的測(cè)量接線

3、,采用無線傳輸采用由無線傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，來實(shí)現(xiàn)機(jī)車牽引試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸。所以采用ZigBee無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。采用軟測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢測(cè).測(cè)量數(shù)據(jù),大大減少了試驗(yàn)所需的連線。提高了試驗(yàn)效率和試驗(yàn)的靈活性。本文通過對(duì)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的討論，重點(diǎn)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備.無線技術(shù)在傳感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)的有線通信方式因?yàn)槠涑杀靖?、布線復(fù)雜,已經(jīng)不能完全滿足人們的應(yīng)用需求了.由此，無線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)按照傳輸范圍來劃分,可分為無線廣域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)和無線個(gè)人域網(wǎng).無線個(gè)人域網(wǎng)即短距離無線網(wǎng)絡(luò),典型的短距離無

4、線傳輸技術(shù)有:藍(lán)牙（Bluetooth)、ZigBee、WiFi等.在工業(yè)控制、家庭自動(dòng)化和遙測(cè)遙感領(lǐng)域,藍(lán)牙（Bluetooth）雖然成本較低，成熟度高,但是傳輸距離有限,僅為10米,可以參與組網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)少.WiFi雖然傳輸速度較快，傳輸距離達(dá)到100米,但是其價(jià)格偏高，功耗較大，組網(wǎng)能力較差。相比之下ZigBee技術(shù)則主要針對(duì)低成本、低功耗和低速率的無線通信市場，具有如下特點(diǎn):功耗低:工作模式情況下，ZigBee技術(shù)傳輸速率低,傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號(hào)的收發(fā)時(shí)間很短,其次在非工作模式時(shí)，ZigBee節(jié)點(diǎn)處于休眠模式。設(shè)備搜索時(shí)延一般為30ms，休眠激活時(shí)延為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為1

5、5ms。由于工作時(shí)間較短、收發(fā)信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee節(jié)點(diǎn)非常省電,ZigBee節(jié)點(diǎn)的電池工作時(shí)間可以長達(dá)6個(gè)月到2年左右。同時(shí)，由于電池時(shí)間取決于很多因素,例如：電池種類、容量和應(yīng)用場合,ZigBee技術(shù)在協(xié)議上對(duì)電池使用也作了優(yōu)化。對(duì)于典型應(yīng)用，堿性電池可以使用數(shù)年，對(duì)于某些工作時(shí)間和總時(shí)間(工作時(shí)間+休眠時(shí)間）之比小于1%的情況。 數(shù)據(jù)傳輸可靠：ZigBee的媒體接入控制層(MAC層)采用talk-whenready的碰撞避免機(jī)制。在這種完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制下,當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需求時(shí)則立刻傳送，發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，并進(jìn)行確認(rèn)信息回復(fù)，若沒有得到

6、確認(rèn)信息的回復(fù)就表示發(fā)生了碰撞,將再傳一次，采用這種方法可以提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競爭和沖突。同時(shí)ZigBee針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。 網(wǎng)絡(luò)容量大:ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使它非常適宜支持簡單器件.ZigBee定義了兩種器件:全功能器件（FFD)和簡化功能器件（RFD）.對(duì)全功能器件，要求它支持所有的49個(gè)基本參數(shù).而對(duì)簡化功能器件，在最小配置時(shí)只要求它支持38個(gè)基本參數(shù).一個(gè)全功能器件可以與簡化功能器件和其他全功能器件通話，可以按3種方式工作,分別為：個(gè)域網(wǎng)協(xié)調(diào)器、

7、協(xié)調(diào)器或器件。而簡化功能器件只能與全功能器件通話，僅用于非常簡單的應(yīng)用.一個(gè)ZigBee的網(wǎng)絡(luò)最多包括有255個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)是主控（Master）設(shè)備，其余則是從屬（Slave）設(shè)備。若是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Network Coordinator)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過64000個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，再加上各個(gè)Network Coordinator可互相連接,整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將十分可觀。 兼容性：ZigBee技術(shù)與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無縫集成.通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(Coordinator）自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用載波偵聽/沖突檢測(cè)(CSMA-CA)方式進(jìn)行信道接入.為了可靠

8、傳遞，還提供全握手協(xié)議. 安全性：Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級(jí)安全性.第一級(jí)實(shí)際是無安全方式，對(duì)于某種應(yīng)用,如果安全并不重要或者上層已經(jīng)提供足夠的安全保護(hù)，器件就可以選擇這種方式來轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。對(duì)于第二級(jí)安全級(jí)別，器件可以使用接入控制清單(ACL)來防止非法器件獲取數(shù)據(jù),在這一級(jí)不采取加密措施.第三級(jí)安全級(jí)別在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移中采用屬于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)的對(duì)稱密碼.AES可以用來保護(hù)數(shù)據(jù)凈荷和防止攻擊者冒充合法器件. 實(shí)現(xiàn)成本低:模塊的初始成本估計(jì)在6美元左右,很快就能降到1.52。5美元,且Zigbee協(xié)議免專利費(fèi)用。目前低速低功率的UWB芯片組的價(jià)格至少為20

9、美元。而ZigBee的價(jià)格目標(biāo)僅為幾美分。由于ZigBee技術(shù)具有上述特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用在短距離低速率電子設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸.ZigBee聯(lián)盟預(yù)測(cè)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)用設(shè)備控制等.2 課題研究的目的意義ZigBee技術(shù)具有低成本、低功耗、近距離、短時(shí)延、高容量、高安全及免執(zhí)照頻段等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于智能家庭、工業(yè)控制、自動(dòng)抄表、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和電信應(yīng)用等領(lǐng)域.智能家庭：現(xiàn)今家用電器已經(jīng)隨處可見了，如何將這些電器和電子設(shè)備聯(lián)系起來，組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，甚至可以通過網(wǎng)關(guān)連接到Internet,使得用戶可以方便地在任何地方監(jiān)控自己家里的情況?Zig

10、Bee技術(shù)提供了家庭智能化的技術(shù)支持，在ZigBee技術(shù)的支持下，家用電器可以組成一個(gè)無線局域網(wǎng),省卻了在家里布線的煩惱。工業(yè)控制:工廠環(huán)境當(dāng)中有大量的傳感器和控制器,可以利用ZigBee技術(shù)把它們連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，加強(qiáng)作業(yè)管理，降低成本.自動(dòng)抄表：現(xiàn)在在大多數(shù)地方還是使用人工的方式來逐家逐戶進(jìn)行抄表，十分不方便。而ZigBee可以用于這個(gè)領(lǐng)域,利用傳感器把表的讀數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)把讀數(shù)直接發(fā)送到提供煤氣或水電的公司。使用ZigBee進(jìn)行抄表還可以帶來其它好處，比如煤氣或水電公司可以直接把一些信息發(fā)送給用戶，或者和節(jié)能相結(jié)合,當(dāng)發(fā)現(xiàn)能源使用過快的時(shí)候可以自動(dòng)降低使用速

11、度。醫(yī)療監(jiān)護(hù):醫(yī)療工作中,時(shí)常要獲得病人的生理指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo),可以通過放置傳感器構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些數(shù)據(jù)。由于是無線技術(shù)，傳感器之間不需要有線連接，被監(jiān)護(hù)的人也可以比較自由的行動(dòng)，非常方便.傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：傳感器網(wǎng)絡(luò)也是最近的一個(gè)研究熱點(diǎn)，像貨物跟蹤、建筑物監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)等方面都有很好的應(yīng)用前景。傳感器網(wǎng)絡(luò)要求節(jié)點(diǎn)低成本、低功耗,并且能夠自動(dòng)組網(wǎng)、易于維護(hù)、可靠性高.ZigBee在組網(wǎng)和低功耗方面的優(yōu)勢(shì)使得它成為傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個(gè)很好的技術(shù)選擇.此外，ZigBee技術(shù)也可以應(yīng)用到汽車電子、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和軍事領(lǐng)域中.隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日漸興起,ZigBee技術(shù)將會(huì)扮演更為重要的角色。但是，物

12、聯(lián)網(wǎng)的全面普及將是一個(gè)十分漫長的過程，至少目前還在探索和實(shí)驗(yàn)階段，距離實(shí)用還有很長的路要走。雖然前景一片大好，但是我們應(yīng)該清楚認(rèn)識(shí)到由于各方面的制約，ZigBee技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用還有待時(shí)日,基于ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)說不上成熟,主要表現(xiàn)在：ZigBee市場仍處于起步探索階段，終端產(chǎn)品和應(yīng)用大多處于研發(fā)階段，真正上市的少,且以家庭自動(dòng)化為主；潛在應(yīng)用多，但具有很大出貨量的典型應(yīng)用少，市場缺乏明確方向；使用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)星狀拓?fù)涞膽?yīng)用較多，體現(xiàn)ZigBee優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用少；基于IEEE 802。15.4底層協(xié)議的應(yīng)用多，而基于ZigBee標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的應(yīng)用少3 設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作及預(yù)期實(shí)現(xiàn)

13、的目的1 熟悉通信原理 zigbee是一種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在組網(wǎng)過程中涉及到的廣播原理以及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)等都需要我去補(bǔ)充通信原理方面的知識(shí)2 熟悉掌握IAR軟件的應(yīng)用 zigbee硬件里面的程序大部分是在IAR環(huán)境下完成編譯調(diào)試的3 掌握基礎(chǔ)的射頻知識(shí) cc2530的芯片就是右51單片機(jī)跟射頻前端組成的，信息的發(fā)送與接受是靠射頻前端完成的4 熟悉c語言網(wǎng)絡(luò)硬件編程，在設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候需要在zigbee網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層做編程工作,用到的語言就是c語言。5 了解TI的z-stack協(xié)議 預(yù)期實(shí)現(xiàn)的效果：把調(diào)試完成的程序燒寫進(jìn)zigbee硬件后可以成功組網(wǎng),通過電腦可以觀察到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在電腦上可以監(jiān)測(cè)節(jié)

14、點(diǎn)的溫濕度光敏數(shù)值。第二章 zigbee無線網(wǎng)絡(luò)概述2。1 ZigBee概述ZigBee一詞來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig）地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈"來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò),它是一種低成本、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通信技術(shù)。2000年,IEEE 802。15工作組成立的任務(wù)組TG4（Task Group，TG)制定了IEEE 802.15。4標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)以低能耗、低速率傳輸、低成本為重點(diǎn)目標(biāo),為設(shè)備之間的低速無線互連提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，就是ZigBee無線通信技術(shù)。ZigBee協(xié)議是基于IEEE 802。1

15、5。4標(biāo)準(zhǔn)的，由IEEE 802。15。4和ZigBee聯(lián)盟共同制定.IEEE 802。15。4工作組制定ZigBee協(xié)議的物理層(PHY)和媒體訪問控制層（ MAC層）協(xié)議.ZigBee聯(lián)盟成立用于2002年，定義了ZigBee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層（APL）和安全服務(wù)規(guī)范.協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖21。應(yīng)用層（含應(yīng)用接口層)用戶應(yīng)用支持子層ZigBee聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)層MAC層IEEE 802.15。4物理層圖21 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)ZigBee協(xié)議由物理層（PHY）、介質(zhì)訪問控制子層（MAC)、網(wǎng)絡(luò)層（NWK)，應(yīng)用層（APL）及安全服務(wù)提供層（SSP）五塊內(nèi)容組成。其中PHY層和MAC層標(biāo)準(zhǔn)

16、由IEEE 802。15.4標(biāo)準(zhǔn)定義,MAC層之上的NWK層，APL層及SSP層，由ZigBee聯(lián)盟的ZigBee標(biāo)準(zhǔn)定義。APL層由應(yīng)用支持層（APS),應(yīng)用框架(AF）以及ZigBee設(shè)備對(duì)象(ZDO）及ZDO管理平臺(tái)組成1.PHY層定義了無線射頻應(yīng)該具備的特征，提供了868MHz-868。6MHz、902MHz-928MHz和2400MHz-24835MHz三種不同的頻段，分別支持20kbps、40kbps和250kbps的傳輸速率，1個(gè)、10個(gè)以及16個(gè)不同的信道。ZigBee的傳輸距離與輸出功率和環(huán)境參數(shù)有關(guān)，一般為10100米之間。PHY層提供兩種服務(wù)：PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)和PHY層管

17、理服務(wù)，PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)是通過無線信道發(fā)送和接收物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU），PHY層的特性是激活和關(guān)閉無線收發(fā)器、能量檢測(cè)、鏈路質(zhì)量指示、空閑信道評(píng)估、通過物理媒介接收和發(fā)送分組數(shù)據(jù).MAC層使用CSMACA沖突避免機(jī)制對(duì)無線信道訪問進(jìn)行控制，負(fù)責(zé)物理相鄰設(shè)備問的可靠鏈接,支持關(guān)聯(lián)（Association）和退出關(guān)聯(lián)（Disassociation)以及MAC層安全.MAC層提供兩種服務(wù)：MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)和MAC層管理服務(wù)，MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)通過物理層數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)送和接收MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（MPDU)。MAC層的主要功能是：進(jìn)行信標(biāo)管理、信道接入、保證時(shí)隙（GTS）管理、幀確認(rèn)應(yīng)答幀傳送、連接

18、和斷開連接.NWK層提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址分配,組網(wǎng)管理,消息路由，路徑發(fā)現(xiàn)及維護(hù)等功能。NWK層主要是為了確保正確地操作IEEE 802。15.42003MAC子層和為應(yīng)用層提供服務(wù)接口。NWK層從概念上包括兩個(gè)服務(wù)實(shí)體：數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體和管理服務(wù)實(shí)體。NWK層的責(zé)任主要包括加入和離開一個(gè)網(wǎng)絡(luò)用到的機(jī)制、應(yīng)用幀安全機(jī)制和他們的目的地路由幀機(jī)制,ZigBee協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)層還負(fù)責(zé)建立一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò).ZigBee應(yīng)用層包括應(yīng)用支持子層(APS子層）、應(yīng)用框架（AF）和ZigBee設(shè)備對(duì)象(ZDO）.APS子層負(fù)責(zé)建立和維護(hù)綁定表，綁定表主要根據(jù)設(shè)備之間的服務(wù)和他們的需求使設(shè)備相互配對(duì)。ZigBee的應(yīng)用框架(

19、AF）為各個(gè)用戶自定義的應(yīng)用對(duì)象提供了模板式的活動(dòng)空間，并提供了鍵值對(duì)(KVP）服務(wù)和報(bào)文（MSG）服務(wù)供應(yīng)用對(duì)象的數(shù)據(jù)傳輸使用.一個(gè)設(shè)備允許最多240個(gè)用戶自定義應(yīng)用對(duì)象,分別指定在端點(diǎn)l至端點(diǎn)240上。ZDO可以看成是指配到端點(diǎn)O上的一個(gè)特殊的應(yīng)用對(duì)象，被所有ZigBee設(shè)備包含,是所有用戶自定義的應(yīng)用對(duì)象調(diào)用的一個(gè)功能集,包括網(wǎng)絡(luò)角色管理，綁定管理,安全管理等.ZDO負(fù)責(zé)定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色（例如是ZigBee協(xié)調(diào)器或者ZigBee終端設(shè)備）、發(fā)現(xiàn)設(shè)備和決定他們提供哪種應(yīng)用服務(wù)，發(fā)現(xiàn)或響應(yīng)綁定請(qǐng)求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立可靠的關(guān)聯(lián).安全服務(wù)提供者SSP（Security Service P

20、rovider）向NWK層和APS層提供安全服務(wù)。ZigBee協(xié)議層與層之間是通過原語進(jìn)行信息的交換和應(yīng)答的.大多數(shù)層都向上層提供數(shù)據(jù)和管理兩種服務(wù)接口,數(shù)據(jù)SAP（Service Access Point）和管理SAP（Service Access Point）.數(shù)據(jù)服務(wù)接口的目標(biāo)是向上層提供所需的常規(guī)數(shù)據(jù)服務(wù),管理服務(wù)接口的目標(biāo)是向上層提供訪問內(nèi)部層參數(shù)、配置和管理數(shù)據(jù)的機(jī)制。2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)ZigBee網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)主要包括設(shè)備類型，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由方式三方面的內(nèi)容，ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分為協(xié)調(diào)器（Coordinator）、路由器(Router)和終端節(jié)點(diǎn)（End Devi

21、ce）.節(jié)點(diǎn)類型是網(wǎng)絡(luò)層的概念，反映了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问?。ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有三種拓?fù)湫问?星型拓?fù)?、樹型拓?fù)?、網(wǎng)狀拓?fù)?.2。2。1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型（1） 協(xié)調(diào)器(Coordinator）在各種拓?fù)湫问降腪igBee網(wǎng)絡(luò)中，有且只有一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，它負(fù)責(zé)選擇網(wǎng)絡(luò)所使用的頻率通道、建立網(wǎng)絡(luò)并將其他節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)、提供信息路由、安全管理和其他服務(wù).(2） 路由器(Router）當(dāng)采用樹型和網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，需要用到路由器節(jié)點(diǎn),它也可以加入?yún)f(xié)調(diào)器，是網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離延伸的必要部件.它負(fù)責(zé)發(fā)送和接受節(jié)點(diǎn)自身信息；節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)信息；允許子節(jié)點(diǎn)通過它加入網(wǎng)絡(luò).（3) 終端節(jié)點(diǎn)終端節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)就是發(fā)送和接收信息，通常一

22、個(gè)終端節(jié)點(diǎn)不處在數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)時(shí)可進(jìn)入休眠狀態(tài)以降低能耗。2。2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问剑?) 星型拓?fù)湫切屯負(fù)涫亲詈唵蔚耐負(fù)湫问剑鐖D22。圖中包含一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和一些終端節(jié)點(diǎn)。每一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)只能和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，在兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通訊必須通過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，其缺點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)路由只有唯一路徑。圖2-2 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) （2）樹型拓?fù)錁湫屯負(fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖23。協(xié)調(diào)器可以連接路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)的路由器節(jié)點(diǎn)也可以連接路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)。直接通信只可以在父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，非父子關(guān)系的節(jié)點(diǎn)只能間接通信.圖23 樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) (3）網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)淙鐖D2-4。網(wǎng)狀拓?fù)渚哂徐`活路由選

23、擇方式，如果某個(gè)路由路徑出現(xiàn)問題，信息可自動(dòng)沿其他路徑進(jìn)行傳輸。任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可相互傳輸數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)按照ZigBee協(xié)議算法選擇最優(yōu)化路徑，以使網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn)定,通訊更有效率.圖2-4 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.2.3 工作模式ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作模式可以分為信標(biāo)（Beacon)模式和非信標(biāo)（Nonbeacon)模式兩種。信標(biāo)模式可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備的同步工作和同步休眠，以達(dá)到最大限度地節(jié)省功耗，而非信標(biāo)模式只允許ZE進(jìn)行周期性休眠,協(xié)調(diào)器和所有路由器設(shè)備長期處于工作狀態(tài)。在信標(biāo)模式下，協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)以一定的間隔時(shí)間（一般在15ms4mins之間）向網(wǎng)絡(luò)廣播信標(biāo)幀，兩個(gè)信標(biāo)幀發(fā)送間隔之間有16個(gè)相同的時(shí)槽,

24、這些時(shí)槽分為網(wǎng)絡(luò)休眠區(qū)和網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)區(qū)兩個(gè)部分，消息只能在網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)區(qū)的各個(gè)時(shí)槽內(nèi)發(fā)送。非信標(biāo)模式下,ZigBee標(biāo)準(zhǔn)采用父節(jié)點(diǎn)為子節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù),終端節(jié)點(diǎn)主動(dòng)向其父節(jié)點(diǎn)提取數(shù)據(jù)的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)的周期性（周期可設(shè)置）休眠。網(wǎng)絡(luò)中所有的父節(jié)點(diǎn)需要為自己的子節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)幀，所有子節(jié)點(diǎn)的大多數(shù)時(shí)間都處于休眠狀態(tài),周期性的醒來與父節(jié)點(diǎn)握手以確認(rèn)自己仍處于網(wǎng)絡(luò)中,并向父節(jié)點(diǎn)提取數(shù)據(jù)，其從休眠模式轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)傳輸模式一般只需要15ms。第三章 CC2530芯片介紹3.1 CC2530概述CC2530 是用于2。4-GHz IEEE 802。15。4、ZigBee 和RF4CE 應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)(SoC)解

25、決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CC2530 結(jié)合了領(lǐng)先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8KB RAM 和許多其他強(qiáng)大的功能。CC2530 有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB 的閃存。CC2530 具有不同的運(yùn)行模式,使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng).運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短進(jìn)一步確保了低能源消耗。CC2530 芯片延用了以往CC2430 芯片的架構(gòu)，在單個(gè)芯片上整合了ZigBee 射頻（RF) 前端、內(nèi)存和微控制器。它使用1 個(gè)8 位MCU（8051），具

26、有128 KB 可編程閃存和8 KB 的RAM，還包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC）、幾個(gè)定時(shí)器(Timer)、AES128 協(xié)同處理器、看門狗定時(shí)器(Watchdog timer）、32 kHz 晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路(Power On Reset)、掉電檢測(cè)電路（Brown out detection），以及21 個(gè)可編程I/O 引腳。CC2530 芯片采用0。18 m CMOS 工藝生產(chǎn)；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA 或25 mA.CC2530 的休眠模式和轉(zhuǎn)換到主動(dòng)模式的超短時(shí)間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應(yīng)用。3。2 CC2530模塊描述 CC25

27、30 方框圖圖中模塊大致可以分為三類:CPU 和內(nèi)存相關(guān)的模塊;外設(shè)、時(shí)鐘和電源管理相關(guān)的模塊，以及無線電相關(guān)的模塊。CPU 和內(nèi)存CC253x芯片系列中使用的8051 CPU內(nèi)核是一個(gè)單周期的8051兼容內(nèi)核.它有三種不同的內(nèi)存訪問總線（SFR，DATA 和CODE/XDATA）,單周期訪問SFR，DATA 和主SRAM.它還包括一個(gè)調(diào)試接口和一個(gè)18 輸入擴(kuò)展中斷單元。中斷控制器總共提供了18 個(gè)中斷源，分為六個(gè)中斷組,每個(gè)與四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)之一相關(guān)。當(dāng)設(shè)備從活動(dòng)模式回到空閑模式，任一中斷服務(wù)請(qǐng)求就被激發(fā).一些中斷還可以從睡眠模式（供電模式13）喚醒設(shè)備。內(nèi)存仲裁器位于系統(tǒng)中心,因?yàn)樗ㄟ^S

28、FR 總線把CPU 和DMA 控制器和物理存儲(chǔ)器以及所有外設(shè)連接起來。內(nèi)存仲裁器有四個(gè)內(nèi)存訪問點(diǎn),每次訪問可以映射到三個(gè)物理存儲(chǔ)器之一：一個(gè)8KB SRAM、閃存存儲(chǔ)器和XREG/SFR 寄存器。它負(fù)責(zé)執(zhí)行仲裁，并確定同時(shí)訪問同一個(gè)物理存儲(chǔ)器之間的順序.8-KB SRAM映射到DATA存儲(chǔ)空間和部分XDATA存儲(chǔ)空間。8-KB SRAM是一個(gè)超低功耗的SRAM,即使數(shù)字部分掉電（供電模式2 和3）也能保留其內(nèi)容。這是對(duì)于低功耗應(yīng)用來說很重要的一個(gè)功能.32/64/128/256 KB閃存塊為設(shè)備提供了內(nèi)電路可編程的非易失性程序存儲(chǔ)器，映射到XDATA 存儲(chǔ)空間。除了保存程序代碼和常量以外，非易

29、失性存儲(chǔ)器允許應(yīng)用程序保存必須保留的數(shù)據(jù)，這樣設(shè)備重啟之后可以使用這些數(shù)據(jù)。使用這個(gè)功能,例如可以利用已經(jīng)保存的網(wǎng)絡(luò)具體數(shù)據(jù),就不需要經(jīng)過完全啟動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)尋找和加入過程.時(shí)鐘和電源管理數(shù)字內(nèi)核和外設(shè)由一個(gè)1。8V 低差穩(wěn)壓器供電.它提供了電源管理功能，可以實(shí)現(xiàn)使用不同供電模式的長電池壽命的低功耗運(yùn)行.有五種不同的復(fù)位源來復(fù)位設(shè)備。外設(shè)CC2530 包括許多不同的外設(shè)，允許應(yīng)用程序設(shè)計(jì)者開發(fā)先進(jìn)的應(yīng)用.調(diào)試接口執(zhí)行一個(gè)專有的兩線串行接口，用于內(nèi)電路調(diào)試。通過這個(gè)調(diào)試接口,可以執(zhí)行整個(gè)閃存存儲(chǔ)器的擦除、控制使能哪個(gè)振蕩器、停止和開始執(zhí)行用戶程序、執(zhí)行8051 內(nèi)核提供的指令、設(shè)置代碼斷點(diǎn),以及內(nèi)核中

30、全部指令的單步調(diào)試.使用這些技術(shù)，可以很好地執(zhí)行內(nèi)電路的調(diào)試和外部閃存的編程.設(shè)備含有閃存存儲(chǔ)器以存儲(chǔ)程序代碼。閃存存儲(chǔ)器可通過用戶軟件和調(diào)試接口編程。閃存控制器處理寫入和擦除嵌入式閃存存儲(chǔ)器。閃存控制器允許頁面擦除和4 字節(jié)編程。I/O控制器負(fù)責(zé)所有通用I/O引腳。CPU可以配置外設(shè)模塊是否控制某個(gè)引腳或它們是否受軟件控制,如果是的話，每個(gè)引腳配置為一個(gè)輸入還是輸出，是否連接襯墊里的一個(gè)上拉或下拉電阻。CPU 中斷可以分別在每個(gè)引腳上使能.每個(gè)連接到I/O 引腳的外設(shè)可以在兩個(gè)不同的I/O 引腳位置之間選擇，以確保在不同應(yīng)用程序中的靈活性。系統(tǒng)可以使用一個(gè)多功能的五通道DMA控制器,使用XD

31、ATA存儲(chǔ)空間訪問存儲(chǔ)器，因此能夠訪問所有物理存儲(chǔ)器。每個(gè)通道（觸發(fā)器、優(yōu)先級(jí)、傳輸模式、尋址模式、源和目標(biāo)指針和傳輸計(jì)數(shù))用DMA 描述符在存儲(chǔ)器任何地方配置。許多硬件外設(shè)（AES 內(nèi)核、閃存控制器、USART、定時(shí)器、ADC 接口)通過使用DMA 控制器在SFR 或XREG 地址和閃存/SRAM 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，獲得高效率操作。定時(shí)器1 是一個(gè)16 位定時(shí)器，具有定時(shí)器/PWM 功能。它有一個(gè)可編程的分頻器，一個(gè)16 位周期值,和五個(gè)各自可編程的計(jì)數(shù)器/捕獲通道,每個(gè)都有一個(gè)16 位比較值.每個(gè)計(jì)數(shù)器/捕獲通道可以用作一個(gè)PWM輸出或捕獲輸入信號(hào)邊沿的時(shí)序。它還可以配置在IR產(chǎn)生模式，計(jì)

32、算定時(shí)器3 周期，輸出是ANDed，定時(shí)器3 的輸出是用最小的CPU 互動(dòng)產(chǎn)生調(diào)制的消費(fèi)型IR 信號(hào)。MAC定時(shí)器（定時(shí)器2）是專門為支持IEEE 802.15。4 MAC或軟件中其他時(shí)槽的協(xié)議設(shè)計(jì).定時(shí)器有一個(gè)可配置的定時(shí)器周期和一個(gè)8 位溢出計(jì)數(shù)器，可以用于保持跟蹤已經(jīng)經(jīng)過的周期數(shù).一個(gè)16 位捕獲寄存器也用于記錄收到/發(fā)送一個(gè)幀開始界定符的精確時(shí)間，或傳輸結(jié)束的精確時(shí)間，還有一個(gè)16 位輸出比較寄存器可以在具體時(shí)間產(chǎn)生不同的選通命令（開始RX，開始TX,等等)到無線模塊.定時(shí)器3 和定時(shí)器4 是8 位定時(shí)器,具有定時(shí)器/計(jì)數(shù)器/PWM 功能。它們有一個(gè)可編程的分頻器，一個(gè)8 位的周期值，

33、一個(gè)可編程的計(jì)數(shù)器通道，具有一個(gè)8 位的比較值。每個(gè)計(jì)數(shù)器通道可以用作一個(gè)PWM 輸出。睡眠定時(shí)器是一個(gè)超低功耗的定時(shí)器，計(jì)算32kHz 晶振或32-kHz RC 振蕩器的周期。睡眠定時(shí)器在除了供電模式3 的所有工作模式下不斷運(yùn)行.這一定時(shí)器的典型應(yīng)用是作為實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器，或作為一個(gè)喚醒定時(shí)器跳出供電模式1 或2。ADC支持7到12位的分辨率,分別在30 kHz或4 kHz的帶寬。DC和音頻轉(zhuǎn)換可以使用高達(dá)八個(gè)輸入通道（端口0）。輸入可以選擇作為單端或差分。參考電壓可以是內(nèi)部電壓、AVDD 或是一個(gè)單端或差分外部信號(hào).ADC 還有一個(gè)溫度傳感輸入通道。ADC 可以自動(dòng)執(zhí)行定期抽樣或轉(zhuǎn)換通道序列的程

34、序。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器使用一個(gè)16 位LFSR 來產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)，這可以被CPU 讀取或由選通命令處理器直接使用.例如隨機(jī)數(shù)可以用作產(chǎn)生隨機(jī)密鑰，用于安全.AES加密/解密內(nèi)核允許用戶使用帶有128位密鑰的AES算法加密和解密數(shù)據(jù)。這一內(nèi)核能夠支持IEEE 802.15.4 MAC 安全、ZigBee 網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層要求的AES 操作。一個(gè)內(nèi)置的看門狗允許CC2530 在固件掛起的情況下復(fù)位自身.當(dāng)看門狗定時(shí)器由軟件使能,它必須定期清除；否則，當(dāng)它超時(shí)就復(fù)位它就復(fù)位設(shè)備?；蛘咚梢耘渲糜米饕粋€(gè)通用32kHz 定時(shí)器。USART 0和USART 1每個(gè)被配置為一個(gè)SPI主/從或一個(gè)UART.它們?yōu)镽X和

35、TX提供了雙緩沖,以及硬件流控制，因此非常適合于高吞吐量的全雙工應(yīng)用.每個(gè)都有自己的高精度波特率發(fā)生器，因此可以使普通定時(shí)器空閑出來用作其他用途。無線設(shè)備CC2530 具有一個(gè)IEEE 802。15。4 兼容無線收發(fā)器。RF 內(nèi)核控制模擬無線模塊.另外,它提供了MCU 和無線設(shè)備之間的一個(gè)接口,這使得可以發(fā)出命令，讀取狀態(tài)，自動(dòng)操作和確定無線設(shè)備事件的順序。無線設(shè)備還包括一個(gè)數(shù)據(jù)包過濾和地址識(shí)別模塊.3。3 CC2530引腳描述 CC2530的引腳圖引腳名稱引腳引腳類型描述AVDD1 28 電源（模擬） 2V3.6V 模擬電源連接AVDD2 27 電源(模擬) 2-V3。6-V 模擬電源連接A

36、VDD3 24 電源（模擬) 2V3。6-V 模擬電源連接AVDD4 29 電源（模擬） 2-V3。6-V 模擬電源連接AVDD5 21 電源(模擬） 2V3。6V 模擬電源連接AVDD6 31 電源(模擬） 2-V3.6-V 模擬電源連接DCOUPL 40 電源（數(shù)字) 1.8V 數(shù)字電源去耦。不使用外部電路供應(yīng)。DVDD1 39 電源(數(shù)字） 2V3.6-V 數(shù)字電源連接DVDD2 10 電源(數(shù)字） 2V3。6-V 數(shù)字電源連接GND 接地接地襯墊必須連接到一個(gè)堅(jiān)固的接地面。GND 1，2，3，4 未使用的引腳連接到GNDP0_0 19 數(shù)字I/O 端口0.0P0_1 18 數(shù)字I/O

37、端口0。1P0_2 17 數(shù)字I/O 端口0.2P0_3 16 數(shù)字I/O 端口0.3P0_4 15 數(shù)字I/O 端口0。4P0_5 14 數(shù)字I/O 端口0。5P0_6 13 數(shù)字I/O 端口0。6P0_7 12 數(shù)字I/O 端口0.7P1_0 11 數(shù)字I/O 端口1.020mA 驅(qū)動(dòng)能力P1_1 9 數(shù)字I/O 端口1。120-mA 驅(qū)動(dòng)能力P1_2 8 數(shù)字I/O 端口1.2P1_3 7 數(shù)字I/O 端口1.3P1_4 6 數(shù)字I/O 端口1.4P1_5 5 數(shù)字I/O 端口1。5P1_6 38 數(shù)字I/O 端口1.6P1_7 37 數(shù)字I/O 端口1。7P2_0 36 數(shù)字I/O 端

38、口2。0P2_1 35 數(shù)字I/O 端口2.1P2_2 34 數(shù)字I/O 端口2。2P2_3 33 數(shù)字I/O 模擬端口2.3/32。768 kHz XOSCP2_4 32 數(shù)字I/O 模擬端口2。4/32。768 kHz XOSCRBIAS 30 模擬I/O 參考電流的外部精密偏置電阻RESET_N 20 數(shù)字輸入復(fù)位，活動(dòng)到低電平RF_N 26 RF I/O RX 期間負(fù)RF 輸入信號(hào)到LNA RF_P 25 RF I/O RX 期間正RF 輸入信號(hào)到LNAXOSC_Q1 22 模擬I/O 32MHz 晶振引腳1或外部時(shí)鐘輸入XOSC_Q2 23 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳2第四章

39、系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡介本系統(tǒng)由三類節(jié)點(diǎn)組成：ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、傳感器節(jié)點(diǎn)。圖31所示是其組成示意圖，其中ZigBee協(xié)調(diào)器是分布式處理中心,即匯聚節(jié)點(diǎn)。多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)置于不同的監(jiān)測(cè)區(qū)域,每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)先把數(shù)據(jù)傳給匯聚節(jié)點(diǎn)，然后匯聚節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)通過串口傳給上位機(jī)做進(jìn)一步處理并顯示給用戶。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)可以與多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)通信，這樣可以使本系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)區(qū)域，何時(shí)檢測(cè)哪個(gè)區(qū)域通常由用戶通過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)來控制.當(dāng)被檢測(cè)區(qū)域的障礙物較多或者協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)距離傳感器節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，可以通過增加路由器節(jié)點(diǎn)來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。當(dāng)用戶沒有數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)只進(jìn)行低功耗的信道掃描。系統(tǒng)工

40、作流程示意圖如下電腦（上位機(jī)）網(wǎng) 關(guān)路由節(jié)點(diǎn)溫濕度光敏傳感器溫濕度光敏傳感器溫濕度光敏傳感器圖4-1 采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖4。2 對(duì)每個(gè)部分的功能和指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)介紹（1）信息收集終端:即協(xié)調(diào)器，就是設(shè)計(jì)的zigbee網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，完成網(wǎng)絡(luò)的建立與維護(hù)，和節(jié)點(diǎn)之間綁定的建立，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯總，然后以有線的方式傳送到上位機(jī)軟件，進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理。本設(shè)計(jì)采用RS232串口將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)。在本設(shè)計(jì)中可以通過串口助手老查看溫濕度光敏等傳感器數(shù)據(jù).（2)溫濕度光敏傳感器節(jié)點(diǎn):即節(jié)點(diǎn),放置在需要采集數(shù)據(jù)的地方。溫濕度光敏采集終端可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的加入、與協(xié)調(diào)器綁定的建立對(duì)溫濕度光敏的檢測(cè).檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通

41、過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到協(xié)調(diào)器。 （3）上位機(jī)：本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的上位機(jī)選擇了PC機(jī)，由于srtp確定以來反復(fù)對(duì)方案進(jìn)行了探討研究用PC機(jī)作為上位機(jī)軟件最穩(wěn)定,查閱了大量資料可以用通過不同的技術(shù)手段選擇不同的上位機(jī)，帶ARM設(shè)備開發(fā)板,移動(dòng)終端等等都可以作為上位機(jī)。4。3 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)（1)設(shè)備的描述程序中，兩種設(shè)備被配置：傳感器和中心收集設(shè)備3。中心收集設(shè)備作為協(xié)調(diào)器或路由器啟動(dòng)，描述為:const SimpleDescriptionFormat_t zb_SimpleDesc =MY_ENDPOINT_ID， / 端點(diǎn) MY_PROFILE_ID， / Profile ID DEV_ID

42、_COLLECTOR， / 設(shè)備 ID DEVICE_VERSION_COLLECTOR, / 設(shè)備版本 0， / 保留 NUM_IN_CMD_COLLECTOR， / 輸入命令數(shù)量 （cId_t *) zb_InCmdList， / 輸入命令列表 NUM_OUT_CMD_COLLECTOR, / 輸出命令數(shù)量 （cId_t *) NULL / 輸出命令列表；傳感器設(shè)備的描述為：const SimpleDescriptionFormat_t zb_SimpleDesc =MY_ENDPOINT_ID， / 端點(diǎn)MY_PROFILE_ID， / Profile IDDEV_ID_COLLECTO

43、R, / 設(shè)備 IDDEVICE_VERSION_COLLECTOR, / 設(shè)備版本 0, / 保留 NUM_IN_CMD_COLLECTOR， / 輸入命令數(shù)量 （cId_t ） zb_InCmdList， / 輸入命令列表NUM_OUT_CMD_SENSOR， / 輸出命令數(shù)量（cId_t *） zb_OutCmdList / 輸出命令列表；（2） sht11溫濕度傳感器部分工作程序define data p1-1define sck p1-0define ack 1define noack 0define measure_temp 0x03 /測(cè)量溫度命令#define measure_

44、humi 0x05 /測(cè)量濕度命令/ 讀溫濕度命令 char s-measure（unsigned char *pvalue， unsigned char pchecksum， unsigned char mode )unsigned char error=0; unsigned int i;C s_transstart（）；/傳輸開始 switch（mode) case temp：error+=s_write_byte(measure_temp)；break; case humi:error+=s_write_byte(measure_humi）；break default:break； f

45、or（i=0;i65535;i+） if（data=0） break； if（data) reeor+=1； （p_value）=s_read_byte(ack);(p_value+1)=s_read_byte（ack）； *p_checksum=s_read_byte（noack）；return error；/ 溫濕度值變換及溫度補(bǔ)償void calc_sth15(float *p_humidity，float *p_temperature）const float c1=4.0；const float c2=0。0405; const float c3=-0。0000028;const fl

46、oat t1=-0.01; const float t2=0。00008；float rh=*p_humidity；float t=*p_temperature；float rh_lin;float th_ture；float t_c；t_c=t*0.0140；rh_lin=c3rhrh+c2rh+c1;trh_ture=（t_c25)（t1+t2rh)+rh_lin；*p_temperature=tc;p_humidity=rh_ture;/從相對(duì)溫度和濕度計(jì)算露點(diǎn)char calc_dewpoint（float h，float t)float logex,dew_point； logex=

47、0.66077+7.5t/（237。3+t）+log 10(h）-2； dew_point=（logex-0。6607）*237。3/(0。66077+7.5logex）；return dew_point;/動(dòng)態(tài)顯示接口程序DIR: MOV R0，#79H MOV R3，#01H MOV A,R3LD0： MOV DPTR，0101H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A，R0 ADD A，#12H MOVX A,A+PC MOVX DPTR,A ACLL DL1 INC R0 MOV A，R3 JB ACC。5，LD1 RL A MOV R3，A AJMP LD0LD1: R

48、ETDSEG: DB 3FH, 06H， 5BH， 4FH, 66H， 6DHDSEG1: DB 7DH， 07H， 7FH， 6FH， 77H， 7CHDSEG2: DB 39H, 5EH, 79H, 71H， 73H， 3EHDSEG3： DB 31H， 61H， 1CH, 23H， 40H， 03HDSEG4: DB 18H， 00H， 00H， 00HDL1： MOV R7, 02HDWDL: MOV R6， 0FFHDL6： DJNZ R6, DL6 DJNZ R7， DL RET光敏采集實(shí)現(xiàn)程序include ”ioCC2530.h” include ”string.h"

49、typedef signed short int16；typedef unsigned short uint16；typedef unsigned char uchar；typedef unsigned int uint；char TxData2； /存儲(chǔ)發(fā)送字符串uint16 LightLevel；uint16 myApp_ReadLightLevel（ void ）;/* 名 稱： InitUart（） 功 能: 串口初始化函數(shù) 入口參數(shù)： 無 出口參數(shù)： 無*/void InitUart（void) PERCFG = 0x00; /外設(shè)控制寄存器 USART 0的IO位置：0為P0口位置

50、1 P0SEL = 0x0c； /P0_2,P0_3用作串口（外設(shè)功能） P2DIR &= 0XC0； /P0優(yōu)先作為UART0 U0CSR |= 0x80； /設(shè)置為UART方式 U0GCR |= 11； U0BAUD |= 216； /波特率設(shè)為115200 UTX0IF = 0; /UART0 TX中斷標(biāo)志初始置位0/* 名 稱： UartSendString（） 功 能: 串口發(fā)送函數(shù)* 入口參數(shù): Data：發(fā)送緩沖區(qū) len：發(fā)送長度 出口參數(shù)： 無*/void UartSendString（char Data, int len） uint i； for（i=0； ilen

51、; i+） U0DBUF = Data+； while（UTX0IF = 0); UTX0IF = 0； /* 名 稱: DelayMS（）* 功 能： 以毫秒為單位延時(shí) 16M時(shí)約為535，32M時(shí)要調(diào)整，系統(tǒng)時(shí)鐘不修改默認(rèn)為16M* 入口參數(shù)： msec 延時(shí)參數(shù)，值越大延時(shí)越久 出口參數(shù)： 無*/void DelayMS（uint msec） uint i，j； for (i=0； i<msec； i+) for （j=0; j1070； j+)；/* fn main* brief* Main function of application example。* Parameters

52、：* param void* return void*/void main（void） CLKCONCMD = 0x40; /設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘源為32MHZ晶振 while(CLKCONSTA 0x40）； /等待晶振穩(wěn)定為32M CLKCONCMD = 0x47； /設(shè)置系統(tǒng)主時(shí)鐘頻率為32MHZ InitUart（)； /調(diào)置串口相關(guān)寄存器 while（1） LightLevel = myApp_ReadLightLevel()； TxData0 = LightLevel / 10 + '0； TxData1 = LightLevel 10 + 0； UartSendString（TxData, 2)； DelayMS（1000）;/ uint1