【正文】 PIC18F系列單片機(jī)上運(yùn)行。此外，該協(xié)議棧旨在在PICDEM Z演示板上運(yùn)行。協(xié)議棧的當(dāng)前版本不實(shí)現(xiàn)安全層。必須切記，用戶應(yīng)用程序總是與應(yīng)用編程支持（Application Programming Support，APS）層和應(yīng)用層（Application Layer，APL）交互。Stack協(xié)議棧主要由5部分組成：硬件抽象層、操作系統(tǒng)抽象層、ZigBee Stack+IEEE、 MAC、用戶應(yīng)用程序和監(jiān)視測(cè)試程序。當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，觸發(fā)中斷將CPU從睡眠狀態(tài)喚醒，再次通過(guò)Stack與父節(jié)點(diǎn)通信、處理網(wǎng)絡(luò)事務(wù)，接著采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷是否觸發(fā)報(bào)警電路并向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送環(huán)境信息，完成這一系列工作后，CPU退出中斷程序，再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)。硬件初始化則根據(jù)節(jié)點(diǎn)功能進(jìn)行傳感器、定時(shí)器、串行口等硬件的初始參數(shù)設(shè)置。 //選擇通信信道=WSN_PAN_ID。 //啟動(dòng)BOS操作系統(tǒng)}程序中的JZS_sConfig是自定義的一個(gè)結(jié)構(gòu)體，對(duì)其變量賦值，可以完成網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定。匯聚節(jié)點(diǎn)在硬件初始化時(shí)，設(shè)置了UART串口參數(shù)，在執(zhí)行JZS_Startstack函數(shù)啟動(dòng) ZigBeestaek時(shí)，試圖發(fā)起一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)調(diào)器的角色開始工作。最后。 第五章 地鐵站溫度檢測(cè)系統(tǒng)的仿真 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立硬件設(shè)施：一臺(tái) PC機(jī)、一個(gè)ZigBee主協(xié)調(diào)器、一個(gè) ZigBee終端節(jié)點(diǎn)。 詳細(xì)講解了ZigBee技術(shù)的有關(guān)知識(shí)，包括ZigBee協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及協(xié)議棧的框架結(jié)構(gòu)等等，并分析了ZigBee技術(shù)的應(yīng)用前景。隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)備無(wú)線化已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)延續(xù)了這一趨勢(shì)，將傳統(tǒng)的有線式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線傳輸?shù)姆绞?，?shí)現(xiàn)了基于射頻網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：.[2] 城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京：.[3] 周僧頗,凌志浩,[J].自動(dòng)化儀表,26（6）：59.[4] 劉靜，[J].單片機(jī)與嵌入式應(yīng)用，2007，（1）：5661.[5] 張軍國(guó)，李文彬，[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(4):4145.[6] [D].黑龍江大學(xué).[7] [J].物聯(lián)網(wǎng),2011,(6):6671.[8] 劉明媚，[J].物聯(lián)網(wǎng)，2011，（11）：3844.[9] 祝良榮，金永敏。此次論文能得以完成的，從選題、編寫提綱、資料參考指導(dǎo)老師認(rèn)真安排，到問(wèn)題分析，細(xì)節(jié)探討，指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)有度，及至進(jìn)度總結(jié)和定稿，都傾注了指導(dǎo)老師的心血。最后，衷心地感謝在百忙中評(píng)閱論文和參加論文答辯的各位專家、教授。在此我表示衷心感謝?；赯i的無(wú)線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].,37(9):6668[12] 趙海蘭,[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003（14）：3234致 謝值此畢業(yè)之際，我的論文也進(jìn)入收尾，心中對(duì)這段時(shí)間論文和仿真的實(shí)驗(yàn)，有很多感想。 上位機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)以簡(jiǎn)潔為主，并沒有考慮對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度采集終端的設(shè)計(jì)，從電路原理、硬件的搭建到軟件的實(shí)現(xiàn)都作出了細(xì)致的描述。故而采集到的數(shù)據(jù)需要乘625倍得到實(shí)時(shí)溫度。為了使設(shè)計(jì)完成的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的需求，傳感器節(jié)點(diǎn)可隨時(shí)加入或脫離己形成的網(wǎng)絡(luò)。該原語(yǔ)由其應(yīng)用層生成，發(fā)送給它的網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體，請(qǐng)求初始化設(shè)備，使之成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。傳感器節(jié)點(diǎn)程序執(zhí)行完JZS_vStartStack函數(shù)后，該節(jié)點(diǎn)就以一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的身份開始工作。 //初始化ZigBee協(xié)議棧vInitHardware()。在這里，以傳感器節(jié)點(diǎn)的初始化程序?yàn)槔o出關(guān)鍵的程序代碼。 終端設(shè)備的應(yīng)用層程序流程圖傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)在上電之后都首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和硬件的初始化工作。此外Stack提供了詳細(xì)的配置文件接口，允許用戶根據(jù)實(shí)際需要自由配置ZigBee網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)程序就是建立在ZStack協(xié)議棧的基礎(chǔ)上開發(fā)完成的。此方法可以避免與模塊化相關(guān)的典型開銷。要實(shí)現(xiàn)抽象性和模塊性，頂層總是通過(guò)定義完善的API 和緊接著的下一層進(jìn)行交互。Microchip 協(xié)議棧根據(jù)ZigBee規(guī)范的定義將其邏輯分為多個(gè)層。因此，必須使用可自編程的閃存存儲(chǔ)器單片機(jī)。 Microchip 協(xié)議棧是采用C 語(yǔ)言編寫的，可用MPLABC18 和HiTech PICC18 編譯器進(jìn)行編譯。有許多應(yīng)用可從ZigBee 協(xié)議受益，其中可能的一些應(yīng)用有：建筑自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)、住宅安防系統(tǒng)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程抄表以及PC 外設(shè)。 接收設(shè)備的接收機(jī)在開啟的狀態(tài)時(shí)，根據(jù)無(wú)線信道的特點(diǎn)，、工作在同一信道的設(shè)備發(fā)送的信號(hào)外，也會(huì)接收到其它發(fā)射設(shè)備發(fā)射的信號(hào)。如果存在源地址域，則幀中包含發(fā)送設(shè)備的地址。 連接響應(yīng)原語(yǔ)： (DeviceAddress,CapabilityInformation, SecurityUse, ACLEntry ) 其中，DeviceAddress為請(qǐng)求連接的設(shè)備地址；SecurityUse表示一個(gè)接收到的連接請(qǐng)求幀是否采用了安全措施。 請(qǐng)求連接的設(shè)備接收到協(xié)調(diào)器發(fā)送來(lái)的連接確認(rèn)命令后，它最多等待 aResponseWaitTime個(gè)符號(hào)時(shí)間讓協(xié)調(diào)器做出決定。最后，再向物理層發(fā)送原語(yǔ)，激活接收機(jī)，為接受做準(zhǔn)備。 終端設(shè)備入網(wǎng)設(shè)計(jì)終端要加入網(wǎng)絡(luò)要向協(xié)調(diào)器提出連接請(qǐng)求，協(xié)調(diào)器接收到請(qǐng)求后再?zèng)Q定是否允許其加入，再對(duì)請(qǐng)求的終端做出應(yīng)答。選擇好合適的PAN標(biāo)識(shí)符和信道后，主協(xié)調(diào)器就開始啟動(dòng)PAN了。掃描請(qǐng)求原 語(yǔ)格式如下： ( ScanType, ScanChannels,ScanDuration) ScanType 表示執(zhí)行的掃描類型，ScanChannels 表示被掃描的信道，ScanDuration 用于表示掃描所用的最長(zhǎng)時(shí)間。具有路由功能的終端在接受到主協(xié)調(diào)器信標(biāo)信息后，就會(huì)開始配送自己的信標(biāo)，允許自己的子設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)，子設(shè)備也可以有自己的子設(shè)備，這樣便形成了多級(jí)樹簇形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。在建立這樣一個(gè)低數(shù)據(jù)傳輸速率的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)時(shí)，其大體的流程如下，首先要啟動(dòng)主協(xié)調(diào)器的 PAN 建立，它會(huì)選擇一個(gè) PAN 標(biāo)示符，將自身的短地址設(shè)置為0，然后開始向與它鄰近的設(shè)備發(fā)送信標(biāo)，告訴其他設(shè)備現(xiàn)在可以連接網(wǎng)絡(luò)了。存儲(chǔ)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集時(shí)間、傳感器節(jié)點(diǎn)地址、環(huán)境參數(shù)值和電池電壓值。SQLserver2000是一種功能強(qiáng)大的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表的形式存儲(chǔ)在其中，具有使用方便、可伸縮性好、與相關(guān)軟件集成程度高、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，是海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一種上佳選擇。為提供一個(gè)友好的人機(jī)交互界面，使工程師能及時(shí)查看ZigBee網(wǎng)絡(luò)上傳的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)在屏幕上的實(shí)時(shí)顯示。VC++提供了一個(gè)專門用于串口操作的ActiveX控件—MSCOmm。所以計(jì)算機(jī)程序的開發(fā)工具必須支持對(duì)串口的讀寫操作和對(duì) SQLserve2000數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)并具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力?？娠@示參數(shù)列表、實(shí)時(shí)曲線圖(對(duì)應(yīng)具體數(shù)值并任意調(diào)整坐標(biāo))、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、折算數(shù)據(jù)、累計(jì)數(shù)據(jù)、歷史、報(bào)警畫面、報(bào)表等多種顯示。 本系統(tǒng)中，上層管理軟件采用3層C/S模式,實(shí)時(shí)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成用戶最終關(guān)心的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)的傳送采用主從站方式,與監(jiān)控主機(jī)連接的節(jié)點(diǎn)作為主站，控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信時(shí)序；其他節(jié)點(diǎn)作為從站,可以被主站尋址。 樹簇型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 下位機(jī)軟件程序的開發(fā)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中高效的傳輸是前端ZigBee網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)的最終目的。傳感器節(jié)點(diǎn)程序主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送。通常接收端的有用信號(hào)的最大輸入電平就是有用信號(hào)的最大功率值，本設(shè)計(jì)接收機(jī)的最大輸入電平值為20 dBm。為了減少對(duì)其他設(shè)備和系統(tǒng)的干擾和影響，在保證設(shè)備能夠正常地工作的條件下，每個(gè)設(shè)備的發(fā)射功率應(yīng)盡可能地小。RFD節(jié)點(diǎn)有CC24溫度傳感器和天線組成。 數(shù)據(jù)采集段軟件流程 數(shù)據(jù)接收端軟件流程 系統(tǒng)軟件流程 第四章 地鐵站溫度檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 總體方案設(shè)計(jì)該系統(tǒng)采用樹狀無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，若干個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)及若干個(gè)RFD節(jié)點(diǎn)。 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 上位機(jī)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)（1）JTAG程序調(diào)試接口CC2430提供了一個(gè)JTAG程序調(diào)試接口，用于用戶連接仿真器調(diào)試程序和仿真使用。電源模塊主要給處理器和電源管理模塊供電。CC2430的工作電壓為 3～ V，所以要用電壓轉(zhuǎn)換模塊把電壓從5 V降低到 V左右；用戶通過(guò)按鍵來(lái)選擇功能菜單，確定采集哪個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)。64 位ROM 包含了DS18B20 唯一的序列號(hào)（唯一的名字）。 DS18B20引腳圖DS18B20 有三只引腳，VCC，DQ，和VDD。,并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫,溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線,總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電,而無(wú)需額外電源。 l 片上資源豐富。 l 支持載波偵聽多點(diǎn)接入（沖突檢測(cè)）(CSMACA)。 CC2430內(nèi)部功能圖CC2430芯片采用0．18 pm CMOS工藝生產(chǎn)，工作時(shí)的電流損耗為27 mA；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25 mA。R221和R261為偏置電阻，電阻R221主要用來(lái)為32 MHz的晶振提供一個(gè)合適的工作電流。其I／O口引腳功能如下：1～6腳(P1．2～P1．7)：具有4 mA輸出驅(qū)動(dòng)能力；8，9腳(P1．0，P1．1)：具有20 mA的驅(qū)動(dòng)能力；11～18腳(P0．O～P0．7)：具有4 mA輸出驅(qū)動(dòng)能力；43～46，48腳(P2．0～P2．4)：具有4 mA輸出驅(qū)動(dòng)能力。該芯片延用以往CC2420芯片的結(jié)構(gòu)，在單個(gè)芯片上集成ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。 溫度傳感器終端總體設(shè)計(jì)方案由于考慮到該終端要具有高精度、低功耗、設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，所以微處理芯片將直接選取 Chipcon 公司生產(chǎn)的世界上首個(gè)真正的單芯片ZigBee解決方案CC2430作為終端的核心。低功耗也是傳感器終端非常重要的性能指標(biāo)之一，因?yàn)榻K端一般都是采用電池供電，而且經(jīng)常放在一些環(huán)境比較復(fù)雜，不宜經(jīng)常更換的地方。在多數(shù)的實(shí)驗(yàn)室中，溫度都是比較敏感的環(huán)境指標(biāo)，因此就要求傳感器終端的對(duì)溫度變化的靈敏度及其精度要足夠高。據(jù)無(wú)線數(shù)據(jù)研究小組統(tǒng)計(jì)，2007 年ZigBee產(chǎn)品在市場(chǎng)上的收益可達(dá)到80多億美元，到了2009年。ZigBee 就是這樣的一種技術(shù)，在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部署大量的廉價(jià)微型 ZigBee節(jié)點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線通信的方式形成一個(gè)多條的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)協(xié)作、感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中應(yīng)用對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者以供監(jiān)測(cè)。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過(guò)路由轉(zhuǎn)發(fā)的形式，以增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積。其它的子設(shè)備既可以作為終端也可以作為路由器來(lái)使用，實(shí)際上樹簇狀網(wǎng)絡(luò)就是對(duì)星型網(wǎng)絡(luò)的一種擴(kuò)展。 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖對(duì)于樹簇型網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，比較適合分布范圍比較大的場(chǎng)合。在星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，主要由一個(gè)主協(xié)調(diào)器和若干個(gè)從設(shè)備組成，如圖 。在由ZigBee設(shè)備構(gòu)成的