智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近年來(lái)人們對(duì)生活環(huán)境智能、舒適、平安要求越來(lái)越高，并伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的開(kāi)展，智能家居便應(yīng)運(yùn)而生。然而隨著智能家居的開(kāi)展，所需要環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變?cè)絹?lái)越多，這就需要一種安裝便捷，實(shí)用并且價(jià)格適宜產(chǎn)品出現(xiàn)。有線傳感器系統(tǒng)需要大量的布線，安裝費(fèi)用高的同時(shí)維護(hù)也很不方便，并且在一些建筑物中無(wú)法布線。隨著物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)展，zigbee漸漸走入人們的視野。Zigbee低功耗、低本錢、低速率的短距離的優(yōu)點(diǎn)。Zigbee組成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有維護(hù)本錢低、組網(wǎng)靈活、部署方便的特點(diǎn)，仿佛是為了無(wú)線智能家具而生的。將zigbee技術(shù)與智能家具結(jié)合有很好的應(yīng)用前景。基于此本文選擇了zigbee無(wú)線通信技術(shù)來(lái)組件無(wú)線智能家具網(wǎng)絡(luò)。關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能樓宇、ABSTRACTInrecentyears,pepolemoreandmorelikealivingenvironmentmoresmart,comfortable,safetyandaccompaniedbythedevelopmentofcomputertechnology,communicationtechnology,intelligenthomehavecomeintobeing.Withthedevelopmentoftheintelligenthome,however,therequiredenvironmentalmonitoringdatabecomemoreandmore,whichrequiresaneasytoinstall,practical,andthepriceisrightproduct.Wiredsensorsystemrequiresalotofwiring,installationcosts,whilemaintenanceisalsoveryconvenient,andinsomebuildingscannotbewiring.WiththedevelopmentofInternetofThings,thezigbeegettingintopeople'svision.Zigbeeislowpower,lowcost,low-rateshort-range.Zigbeewirelesssensornetworkshavetomaintainalowcost,flexiblenetworking,andeasilydeployable,asifborntowirelesssmartfurniture.Zigbeetechnologyandintelligentfurniturecombinedwithagoodapplicationprospect.ThispaperchosetheZigBeewirelesscommunicationtechnologytowirelessnetworkbasedonIntelligentfurniture.Keywords：environmentalmonitoring,intelligentbuildings,wirelesssensornetworks,ZigBee,目錄TOC\o"1-2"\u第一章緒論1第一節(jié)課題研究背景1第二節(jié)無(wú)線智能家居的優(yōu)點(diǎn)1第二章zigbee技術(shù)介紹2第一節(jié)zigbee及其特點(diǎn)2第二節(jié)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2第三節(jié)zigbee協(xié)議分析3第三章硬件設(shè)計(jì)6第一節(jié)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案6第二節(jié)節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)6第三節(jié)環(huán)境檢測(cè)模塊9第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)13第一節(jié)ZigBee無(wú)線軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)13第二節(jié)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)16第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)17第四節(jié)溫度傳感器程序設(shè)計(jì)18第五節(jié)光敏窗簾傳感器軟件設(shè)計(jì)19第六節(jié)燈光控制節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)19結(jié)束語(yǔ)20謝辭20參考文獻(xiàn)21第一章緒論第一節(jié)課題研究背景隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出及相關(guān)技術(shù)的開(kāi)展，隨著人們對(duì)生活的更加舒適、平安、便利、環(huán)保得要求提高，智能家居系統(tǒng)成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)具體領(lǐng)域便成為必然開(kāi)展趨勢(shì)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在住宅集成智能建筑、網(wǎng)絡(luò)通信、環(huán)境監(jiān)測(cè)、家電燈光的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)需要的各種信息技術(shù)和手段，結(jié)合數(shù)字化社區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)可以發(fā)揮最好的功能就是生命系。在國(guó)內(nèi)的智能家居物聯(lián)網(wǎng)的概念尚未提出之前，已經(jīng)將近十年，但智能家居行業(yè)的開(kāi)展是非常曲折，規(guī)模仍然是有限的。從傳統(tǒng)的家庭不同，智能家居是住宅平臺(tái)，綜合布線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，平安技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，音頻和視頻技術(shù)，和相關(guān)設(shè)施的家居生活一體化，建立高效的住宅設(shè)施的日常事務(wù)家庭管理系統(tǒng)，提高家庭平安，方便，舒適，美觀，環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。第二節(jié)無(wú)線智能家居的優(yōu)點(diǎn)新一代的無(wú)線智能家居網(wǎng)絡(luò)，將以無(wú)需布線和使用相對(duì)自由，建立起人們對(duì)無(wú)線家居設(shè)備的全新體驗(yàn)和享受。它組網(wǎng)靈活，本錢低廉，消除了開(kāi)槽、穿墻等繁瑣的工作程序，總體費(fèi)用低；移動(dòng)性強(qiáng)、擴(kuò)張性強(qiáng)，可擺脫“線”的限制，在設(shè)定的覆蓋范圍內(nèi)，用戶可輕松接入到家居設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無(wú)線家居智能家居主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)特征：〔1〕維護(hù)簡(jiǎn)單；由于沒(méi)有復(fù)雜的布線，使智能家居的系統(tǒng)維護(hù)變得非常簡(jiǎn)單，無(wú)需破壞墻面等設(shè)施就可以輕松進(jìn)行維護(hù)。〔2〕無(wú)線自動(dòng)組網(wǎng)；它能實(shí)現(xiàn)無(wú)線短距離通信傳輸，感知信息通過(guò)自組織聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。自動(dòng)組網(wǎng)、自主修復(fù)的能力。和上一代采用315M射頻技術(shù)的智能家居系統(tǒng)相比，Zigbee可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組網(wǎng)，免去主控機(jī)和外圍設(shè)備之間的手動(dòng)對(duì)碼的麻煩，大大簡(jiǎn)化了智能家居系統(tǒng)的調(diào)試，是智能家居系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)智能化。(3)實(shí)現(xiàn)雙向通訊功能；Zigbee網(wǎng)絡(luò)具有雙向通訊的功能，使安防報(bào)警等需要方向通訊的模塊可以通過(guò)無(wú)線接入到智能家居系統(tǒng)，徹底擺脫布線的煩惱。(4)性價(jià)比高；無(wú)線家居移動(dòng)靈活、擴(kuò)張性強(qiáng)，還具有低本錢，低功耗的特點(diǎn)，符合“低碳生活”的綠色家居概念。第二章zigbee技術(shù)介紹第一節(jié)zigbee及其特點(diǎn)紫蜂(ZigBee)技術(shù)，新一代的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用802．15．4(Zig．Bee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價(jià)的固定、便攜或移動(dòng)設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、本錢和功耗的低速率無(wú)線連接技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入在各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)主要有：(1)低速率(2)低時(shí)延(3)低功耗、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單(4)低本錢、易安裝(5)網(wǎng)絡(luò)容量高第二節(jié)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)ZigBee標(biāo)準(zhǔn)定義了三種類型的設(shè)備：ZigBee協(xié)調(diào)器是啟動(dòng)和配置網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)備。協(xié)調(diào)器可以保持間接尋址用的綁定表格，支持關(guān)聯(lián)，同時(shí)還能設(shè)計(jì)信任中心和執(zhí)行其它活動(dòng)。協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)正常工作以及保持同網(wǎng)絡(luò)其它設(shè)備的通信。ZigBee路由器是一種支持關(guān)聯(lián)的設(shè)備，能夠?qū)⑾⑥D(zhuǎn)發(fā)到其它設(shè)備。ZigBee網(wǎng)格或樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè)ZigBee路由器。ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)不支持ZigBee路由器。ZigBee終端設(shè)備可以執(zhí)行它的相關(guān)功能，并使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)到達(dá)其它需要與其通信的設(shè)備，它的存儲(chǔ)器容量要求最少，其可以實(shí)驗(yàn)ZigBee低功耗設(shè)計(jì)。上述的三種設(shè)備根據(jù)功能完整性可分為全功能(FFD)和半功能(RFD)設(shè)備。其中全功能設(shè)備可作為協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備，而半功能設(shè)備只能用于終端設(shè)備。一個(gè)全功能設(shè)備可與多個(gè)RFD設(shè)備或多個(gè)其它FFD設(shè)備通信，而一個(gè)半功能設(shè)備只能與一個(gè)FFD通信。圖2-2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D第三節(jié)zigbee協(xié)議分析ZigBee根底是，它是IEEE無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PersonalAreaNetwork，PAN)工作組的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，被稱作IEEE802.15.4(ZigBee)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee不只是的名字，IEEE802.15.4定義了最低兩層：物理層和MAC層，位于最低層，且與硬件相關(guān)；ZigBee聯(lián)盟在此根底上定義了網(wǎng)絡(luò)層(NWK)和應(yīng)用層(APL)，建立在PHY和MAC層之上，并且完全與硬件無(wú)關(guān)。圖2-3ZigBee協(xié)議?？蚣軋D一、物理層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)物理層定義了物理無(wú)線信道和MAC子層之間的接口，還提供物理層管理服和物理層數(shù)據(jù)效勞。物理層數(shù)據(jù)效勞從無(wú)線物理信道上收發(fā)數(shù)據(jù)。圖2-4物理層協(xié)議圖二、MAC層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)類似于物理層，MAC層也提供了管理效勞和數(shù)據(jù)效勞。MAC層的結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。圖2-5MAC層協(xié)議圖三、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)和管理兩種效勞。網(wǎng)絡(luò)層有自己的參數(shù)和常量所有的常量都以nwkc開(kāi)頭，所有的參數(shù)都以nwk開(kāi)頭并存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)層信息庫(kù)中。應(yīng)用層可以通過(guò)NLME-GET和NLME-SET原語(yǔ)分別對(duì)網(wǎng)絡(luò)層參數(shù)進(jìn)行讀寫操作。圖2-6網(wǎng)絡(luò)層圖四、應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用層是ZigBee協(xié)議棧的最高層，由三局部組成：應(yīng)用程序支持(APS)子層、ZigBee設(shè)備對(duì)象(ZDO)和應(yīng)用層架構(gòu)，如圖2.2所示。APS為網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層提供接口，如下列圖2-7所示，和其他各層類似，APS也支持?jǐn)?shù)據(jù)和管理兩種效勞類型。圖2-7應(yīng)用層協(xié)議圖第三章硬件設(shè)計(jì)第一節(jié)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，主要由協(xié)調(diào)器和假設(shè)干個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成，具體組成網(wǎng)絡(luò)如下列圖3-1所示。圖3-1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式第二節(jié)節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)一、節(jié)點(diǎn)芯片CC2530CC2530是理想ZigBee專業(yè)應(yīng)用。支持新RemoTI的ZigBeeRF4CE，這是業(yè)界首款符合ZigBeeRF4CE兼容的協(xié)議棧，和更大內(nèi)存大小將允許芯片無(wú)線下載，支持系統(tǒng)編程。此外CC2530結(jié)合了一個(gè)完全集成的，高性能的RF收發(fā)器與一個(gè)8051微處理器，8kB的RAM，32/64/128/256KB閃存，以及其他強(qiáng)大的支持功能和外設(shè)。圖3-2CC2530引腳圖二、復(fù)位電路設(shè)計(jì)為了使系統(tǒng)正常工作，得到可靠的數(shù)據(jù)加上復(fù)位電路是十分有必要的。本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位電路將單片機(jī)復(fù)位，如下圖。圖3-3復(fù)位電路圖三、電源供電方案設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)主板正常直流工作電壓為3.3V。創(chuàng)新RF101節(jié)點(diǎn)主板本身有三種供電方式提供3.3V的直流電壓，分別為：USB供電；可電池通過(guò)MC1700轉(zhuǎn)換位3.3V工作電壓供電；仿真器直接提供3.3V工作電壓供電三種電源方案。1、電池供電電路，如圖3-4所示。圖3-4電池供電電路2、仿真器供電電路，如圖3-5所示。圖3-5仿真器供電電路3、USB供電電路，如圖3-6所示。圖3-6USB供電電路四、CC2530芯片USB轉(zhuǎn)串口電路的作用是將PC機(jī)的USB口通過(guò)轉(zhuǎn)換做串口使用，目的是為了方便用戶使用串口調(diào)試工具快速開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，該電路采用了CP2102完成轉(zhuǎn)換工作，如圖3-7所示。3-7USB轉(zhuǎn)串口電路圖五、節(jié)點(diǎn)顯示器設(shè)計(jì)OLED液晶模塊采用的是SSD1306液晶模塊，該液晶模塊不需要驅(qū)動(dòng)芯片便可以工作。3-8液晶控制電路圖第三節(jié)環(huán)境檢測(cè)模塊智能家居系統(tǒng)中分布著眾多的傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，如溫度、濕度、光線強(qiáng)度等傳感器節(jié)點(diǎn)。這些傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)監(jiān)視周圍一定范圍內(nèi)的環(huán)境，接收信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和通信。我們將傳感器節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)成2局部電路，CC2530收發(fā)模塊和傳感器監(jiān)測(cè)模塊，它們之間以排針的形式插連在一起。這樣可以便于調(diào)試和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。圖3-9環(huán)境監(jiān)測(cè)圖一、溫度傳感器模塊本設(shè)計(jì)的溫度傳感器模塊選用TI公司的TMP75，一款低功耗數(shù)字輸出溫度傳感器。適用于環(huán)境、通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類、工業(yè)以及儀表應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域的溫度測(cè)量,TMP75的連接原理圖如圖。3-10TMP75的連接原理圖二、光敏傳感器模塊3-11光敏傳感器原理圖三、人體紅外監(jiān)測(cè)模塊系統(tǒng)中需用了型號(hào)為RE200B的紅外傳感器和紅外熱釋電處理芯片BIS0001。RE200B由3～10V電壓供電，內(nèi)置熱釋電雙敏感紅外元件，當(dāng)元件接收紅外光時(shí)在每個(gè)元件兩極發(fā)生光電效應(yīng)而積累電荷。BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比擬器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰ＫcRE200B及少量元件就可構(gòu)成被動(dòng)式熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。圖3-12熱釋電人體紅外傳感64器圖3-13人體紅外監(jiān)測(cè)模塊原理圖四、電器控制模塊1、燈光控制模塊室內(nèi)燈光開(kāi)關(guān)的得控制是通過(guò)繼電器與CC2530的P1.0口相連。當(dāng)光敏傳感器檢測(cè)到室內(nèi)光線低于預(yù)設(shè)值時(shí)，會(huì)通過(guò)CC2530發(fā)出信號(hào)，將燈光控制開(kāi)關(guān)翻開(kāi)。反之那么關(guān)閉燈光開(kāi)關(guān)。燈具是否翻開(kāi)是由光敏電阻與其串聯(lián)的10kΩ的可調(diào)電阻來(lái)檢測(cè)的。將光敏電阻一端接地，可調(diào)電阻一端接高電平，當(dāng)燈光翻開(kāi)是光敏電阻值會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)CC2530中的A/D轉(zhuǎn)換器將其采樣到芯片內(nèi)，可以檢測(cè)燈光是否翻開(kāi)。2、空調(diào)控制模塊空調(diào)的控制模塊選用了雙向可控硅電路。MOC3O63光電雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器可用直流低電壓、小電流來(lái)控制交流高電壓、大電流。由于采用了光電隔離,并且能用TTL電平驅(qū)動(dòng),它很容易與微處理器接口,進(jìn)行各種自動(dòng)控制設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。MOC3O63的應(yīng)用如下列圖所示，1管腳接P1.0，2管腳接P1.1口，初始狀態(tài)均設(shè)為高電平，砷化鎵紅外發(fā)光二極管未導(dǎo)通，不可發(fā)出紅外光觸發(fā)光控雙向可控硅。當(dāng)控制中心發(fā)出信號(hào)時(shí)，P1.1使得2管腳置低電平，紅外發(fā)光二極管導(dǎo)通，光控雙向可控硅導(dǎo)通，交流側(cè)電源開(kāi)關(guān)導(dǎo)通閉合。R1為限流電阻，R2是雙向可控硅的門極電阻，R3是觸發(fā)功率雙向可控硅的限流電阻,另外39Ω電阻和0.01μF電容組成浪涌吸收電路,防止浪涌電壓損壞雙向可控硅。3、窗簾控制模塊窗簾控制電路亦可采用雙向可控硅電路，控制窗簾的拉開(kāi)，關(guān)閉。如上圖3-14所示電路。圖3-14連線電路圖第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是zigbee技術(shù)在智能家居應(yīng)用中的中重要組成局部。整個(gè)系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)是建立在TI公司Z-Stcak的根底上進(jìn)行的。介紹了IAREmbeddedWorkbench集成的編譯器，以及PS下載仿真器。協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計(jì)和終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)，以及傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)。第一節(jié)ZigBee無(wú)線軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)一、Z-StackZ-Stack裝載在一個(gè)基于IAR開(kāi)發(fā)環(huán)境的工程里。強(qiáng)大的IAREmbeddedWorkbench除了提供編譯下載功能外，還可以結(jié)合編程器進(jìn)行單步跟蹤調(diào)試和監(jiān)測(cè)片上存放器、Flash數(shù)據(jù)等。Z-Stack根據(jù)IEEE802.15.4和ZigBee標(biāo)準(zhǔn)分為以下幾層：API，HAL，MAC,NWK，OSAL，Security，Service，ZDO。使用IAR翻開(kāi)工程文件SampleApp.eww后，即可查看到整個(gè)協(xié)議棧從HAL層到APP層的文件夾分布。該協(xié)議?？梢詫?shí)現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)鏈接，在協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)對(duì)路由表和綁定表的非易失性存儲(chǔ)，因此網(wǎng)絡(luò)具有一定的記憶功能。Z-Stack采用分層結(jié)構(gòu)，硬件抽象層〔HAL〕提供各種硬件模塊的驅(qū)動(dòng)，包括定時(shí)器Timer，通用I/O口GPIO，通用異步收發(fā)傳輸器UART，模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC的應(yīng)用程序接口API，提供各種效勞的擴(kuò)展集。操作系統(tǒng)抽象層OSAL實(shí)現(xiàn)了一個(gè)易用的操作系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)函數(shù)實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度，提供多任務(wù)處理機(jī)制。用戶可以調(diào)用OSAL提供的相關(guān)API進(jìn)行多任務(wù)編程，將自己的應(yīng)用程序作為一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。4-1EW集成開(kāi)發(fā)環(huán)境圖Z-Stack采用操作系統(tǒng)的思想來(lái)構(gòu)建，采用事件輪循機(jī)制，當(dāng)各層初始化之后，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，喚醒系統(tǒng)，開(kāi)始進(jìn)入中斷處理事件，結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)入低功耗模式。如果同時(shí)有幾個(gè)事件發(fā)生，判斷優(yōu)先級(jí)，逐次處理事件。這種軟件構(gòu)架可以極大地降級(jí)系統(tǒng)的功耗。4-2系統(tǒng)初始化圖二、OSAL當(dāng)順利完成上述初始化時(shí)，執(zhí)行osal_start_system()函數(shù)開(kāi)始運(yùn)行OSAL系統(tǒng)。該任務(wù)調(diào)度函數(shù)按照優(yōu)先級(jí)檢測(cè)各個(gè)任務(wù)是否就緒。如果存在就緒的任務(wù)那么調(diào)用tasksArr[]中相對(duì)應(yīng)的任務(wù)處理函數(shù)去處理該事件，直到執(zhí)行完所有就緒的任務(wù)。如果任務(wù)列表中沒(méi)有就緒的任務(wù)，那么可以使處理器進(jìn)入睡眠狀態(tài)實(shí)現(xiàn)低功耗。osal_start_system()一旦執(zhí)行，那么不再返回Main()函數(shù)。OSAL是協(xié)議棧的核心，Z-stack的任何一個(gè)子系統(tǒng)都作為OSAL的一個(gè)任務(wù)，因此在開(kāi)發(fā)應(yīng)用層的時(shí)候，必須通過(guò)創(chuàng)立OSAL任務(wù)來(lái)運(yùn)行應(yīng)用程序。通過(guò)osalInitTasks()函數(shù)創(chuàng)立OSAL任務(wù)，其中TaskID為每個(gè)任務(wù)的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)。任何OSAL任務(wù)必須分為兩步：一是進(jìn)行任務(wù)初始化；二是處理任務(wù)事件。三、IAREmbeddedWorkbenchIAREmbeddedWorkbench集成的編譯器主要產(chǎn)品特征：?高效PROMable代碼?完全標(biāo)準(zhǔn)C兼容?內(nèi)建對(duì)應(yīng)芯片的程序速度和大小優(yōu)化器?目標(biāo)特性擴(kuò)充?便捷的中斷處理和模擬?瓶頸性能分析?高效浮點(diǎn)支持4-3IAREmbeddedWorkbench集成的編譯器圖四、PS仿真器PS仿真器具有以下特點(diǎn)：〔1〕USB接口，使開(kāi)發(fā)與計(jì)算機(jī)連接更加簡(jiǎn)單快捷?！?〕高速代碼下載，仿真器提供高達(dá)129KBit/s的下載速度，把程序下載到模塊只需要幾秒就完成?！?〕在線下載、調(diào)試、仿真。〔4〕硬件斷點(diǎn)調(diào)試，類似JTAG的硬件斷點(diǎn)調(diào)試，可實(shí)現(xiàn)單步、變量(存放器)觀察等全部C51源代碼水平的在線調(diào)試DEBUG功能?！?〕支持IAR的C51編譯/調(diào)試圖形IDE開(kāi)發(fā)平臺(tái)。第二節(jié)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)器是ZigBee網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)開(kāi)始的設(shè)備，或者是一個(gè)的啟動(dòng)或建立網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。協(xié)調(diào)器是下通各個(gè)終端傳感器節(jié)點(diǎn)，上通過(guò)串口和上位機(jī)通信。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)后，在一定時(shí)間內(nèi)允許終端節(jié)點(diǎn)紛紛和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)綁定，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)獲得各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的短地址，并建立地址表存儲(chǔ)各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址，通過(guò)調(diào)用不同地址來(lái)控制各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)并采集和接收傳感器的數(shù)據(jù)。4-4協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)圖第三節(jié)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)監(jiān)視一定范圍內(nèi)的環(huán)境，接收信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和通信。其軟件局部主要包括監(jiān)測(cè)模塊數(shù)據(jù)采集程序和網(wǎng)絡(luò)通信程序。節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信功能比擬簡(jiǎn)單，下列圖4-5為設(shè)備節(jié)點(diǎn)程序流程。4-5網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)圖本系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)都是靜態(tài)節(jié)點(diǎn)，位置固定，因此可以將某個(gè)節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)與該節(jié)點(diǎn)位置一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，方便樓宇管理系統(tǒng)調(diào)控環(huán)境。Zigbee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有兩種網(wǎng)絡(luò)地址：一個(gè)是64位的IEEE地址，另一個(gè)是16位的短地址。64位長(zhǎng)地址是全球唯一的地址，并且終身分配給設(shè)備；短地址是當(dāng)設(shè)備參加Zigbee網(wǎng)絡(luò)時(shí)被協(xié)調(diào)器分配的。通過(guò)TI公司提供的SmartRFFlashProgrammer軟件修網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IEEE末三位地址，可得到IEEE地址與單個(gè)傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。第四節(jié)溫度傳感器程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用TMP75溫度傳感器，具有讀取溫度值方便的特點(diǎn)，只需根據(jù)時(shí)序圖對(duì)應(yīng)寫入控制命令即可。4-6溫度采集流程圖第五節(jié)光敏窗簾傳感器軟件設(shè)計(jì)窗簾可以調(diào)節(jié)室內(nèi)光線和溫度的作用，本設(shè)計(jì)中窗簾分為幾種控制方式。方式一:窗簾的開(kāi)啟關(guān)閉由窗戶旁邊的光敏傳感器測(cè)得的光強(qiáng)度來(lái)控制，當(dāng)光線強(qiáng)度較暗時(shí)，進(jìn)入黑夜?fàn)顟B(tài)，窗簾自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)光強(qiáng)度超過(guò)上限值時(shí)進(jìn)入天