【正文】 SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT)。 SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT 事件，該事件處理函數(shù)調用SampleApp_SendPeriodicMessage()來發(fā)送周期信息。 0x00FF)))。 關于無線數(shù)據(jù)（溫濕度）傳輸關鍵代碼分析： { char temp_buf[7]。 float humi,temp。 sprintf(temp_buf,(char*)%f,temp)。 buf[i+7]=humi_buf[i]。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS)。 unsigned char *buf。 HalUARTWrite(0, Humi:,10)。 HalLedBlink(HAL_LED_4,4,50,(flashTime/4))。本論文在研究 ZigBee 無線通信技術的基礎上，設計和實現(xiàn)了一個基于 ZigBee 網絡和 Inter 的溫度采集及控制系統(tǒng)。 3. 對可移動的無線溫度采集系統(tǒng)硬件的搭建。我的這篇論文能夠完成，得益于所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直支持著我的家人。在提高本專業(yè)學習和科研能力的同時，更多的是對于科研任務的那種嚴謹態(tài)度的培養(yǎng)與錘煉。 1 附錄 1 Research of Wireless Sensor Networks based on ZigBee for Miner Position ABSTRACT With the rapid development of puter munication and web technology, especially the widely application of wireless sensor and embedded technology, Wire。是他們的關心與鼓勵 使我信心十足。 首先要感謝我的導師譚克俊教授。 4. 利用系統(tǒng)軟件 IAR 開發(fā)平臺，對硬件設備進行調試并燒寫，實現(xiàn)該溫度采集系統(tǒng)的應用 。本論文的主要研究內 容和特色包括以下幾個方面： 1. 學習和掌握并完成溫度采集系統(tǒng)設計所需的軟件工具與硬件平臺的操作。 } } 這個函數(shù)是協(xié)調器要完成的工作，對終端溫濕度采集節(jié)點發(fā)過來的數(shù)據(jù)進行格式轉換后發(fā)給串口終端。 break。 HalUARTWrite(0,\r\nTemp:,7)。 SampleApp_ProcessEvent()函數(shù)為應用層事件處理函數(shù)，當接收到網絡數(shù)據(jù)（ 即 發(fā) 生 AF_INCOMING_MSG_CMD 事 件 ） 時 ， 會 調 用SampleApp_MessageMSGCB(MSGpkt)。SampleApp_Periodic_DstAddr, amp。i7。humi,amp。 char i。 //返回未加工事件 } 因此我們只需要在節(jié)點模塊端的 SampleApp_SendPeriodicMessage 函數(shù)中，加入溫濕度采集后的數(shù)據(jù)，并通 過 AF_DataRequest()函數(shù)接口發(fā)送出去，即可實現(xiàn)基于 Zigbee 技術的溫度采集系統(tǒng)設計 26 溫 濕 度 數(shù) 據(jù) 的 無 線 發(fā) 送 功 能 。SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT) { SampleApp_SendPeriodicMessage()。 當設備加入到網絡后，其狀態(tài)就會變化，對所有任務觸發(fā)ZDO_STATE_CHANGE 事件，開啟一個定時器。 基于 Zigbee 技術的溫度采集系統(tǒng)設計 24 圖 Z— Stack軟件流程圖 程序設計 軟件方面本論文方案分析發(fā)送 periodic 信息（設定定時周期）流程： Periodic 消息是通過系統(tǒng)定時器開啟并定時廣播到 group1 出去的 ,因此在SampleApp_ProcessEvent 事件處理函數(shù)中有如下定時器代碼： case ZDO_STATE_CHANGE: //對任意狀態(tài)變化觸發(fā) ZDO_STATE_CHANGE 事件 SampleApp_NwkState=(devStates_t)(MSGpkt)。如果存在就緒的任務則調用tasksArr[]中相對應的任務處理函數(shù)去處理該事件，直到執(zhí)行完所有就緒的任務。硬件初始化需要根據(jù) HAL 文件夾中的 文件配置寄存器 8051的寄存 器。 整個協(xié)議棧采用中斷事件調用機制，任務添加函數(shù) osalTaskAdd()將各層初始化函數(shù)指針、各層事件處理函數(shù)指針以及各層任務優(yōu)先級添加到任務表，然后通過中斷添加響應事件（ events）。 ZMac： MAC 層目錄，包括 MAC 層參數(shù)配置及 MAC 層 LIB 庫函數(shù)回調處理函數(shù)。 Services：地址處理函數(shù)目錄，包括著地址模式的定義及地址處理函數(shù)。 NWK：網絡層目錄，含網絡層配置參數(shù)文件及網絡層庫的函數(shù)接口文件， APS層庫的函數(shù)接口。用戶可以調用OSAL 提供的相關 API 進行多任務編程，將自己的應用程序作為一個獨立的任務來實現(xiàn)。 在 ZigBee 協(xié)議棧中， PHY、 MAC 層位于最低層，且與硬件相關； NWK、APS,APL層以及安全層建立在 PHY 和 MAC 層之上，并且完全與硬件無關。 ZStack 軟件架構 協(xié)議棧定義了通信硬件和軟件在不同層次如何協(xié)調工作。 基于 Zigbee 技術的溫度采集系統(tǒng)設計 21 ZStack2020 協(xié)議棧軟件 目前 TI 的 ZStack協(xié)議棧實際上已經成為了 ZIGBEE 聯(lián)盟認可并推廣的指定軟件規(guī)范。 本系統(tǒng)設計實現(xiàn)的功能主要是協(xié)調器自啟動 (組網 )，節(jié)點設備自動入網。整個 Z—Stack的主要工作流程，大致分為系 統(tǒng)啟動，驅動初始化， OSAL 初始化和啟動 [16]。需要一個外部的上拉電阻（例如： 10kΩ）將信號提拉至高電平。 3. DATA 三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。在此期間無需發(fā)送任何指令。它采用專利的 CMOSens 技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。從原理圖上可以看出， 2 個 LED 燈共陽極，當 P1_0、 P1_1 引腳為低電平時候， LED 燈點亮。由于每片 DSl8820 均有唯一的產品序列號，所以允許在單總線上掛接數(shù)十至上百片數(shù)字式傳感器，并可以非常方便地構成多路溫度測量系統(tǒng)。不平衡變壓器可以運行在使用低成本的單獨電感器和電容器的場合。串口電路用于 CC2530 將接收到的數(shù)據(jù)傳送給上位工控機，由于上位工控機與 CC2530 的電平不一致，所以需要一個MAX232 電平轉換電路 [8]。 圖 出了 CC2530 芯片的外圍電路，主要由電源模塊、晶振電路、天線電路等部分組成。 CC2530 的外圍元件數(shù)目很少，它使用非平衡天線，因為連接非平衡變壓器可使天線性能更好。CC2530 是挪威 Chipcon公司的一款真正符合 IEEE802． 15． 4 標準的片上 ZigBee產品。由于實驗配套 ZIGBEE 模塊硬件上與 TI公司的 ZIGBEE 樣板有差異，因此本次實驗 沒有采用按鍵觸發(fā)方式。上位機監(jiān)控界面可以用來監(jiān)控溫度傳感器模塊的工作狀態(tài)，在監(jiān)控界面上通過讀取所有溫度采集節(jié)點的地址以及它們的溫度數(shù)據(jù)來預判溫度走勢。協(xié)調器自動組網傳感器終端節(jié)點自動聯(lián)網構建星形拓撲網絡。低速率無線個人局域網的物理層和媒體接入控制協(xié)議 MAC 數(shù)據(jù)包最長為 127 個字節(jié)，所有的數(shù)據(jù)包的信息組成都是由 16CRC 值以及頭字節(jié)組成，在數(shù)據(jù)傳輸過程里我們設置了 ACK 標志位為 1 的幀，以此作為應答傳輸機制的信號幀，假如在規(guī)定時間里仍然沒有收到反饋回來的應答信號，就說明終端溫度采集節(jié)點出現(xiàn)異常。 (2)MAC 凈載荷子域 (動態(tài)長度 )，幀的類型是由包含在其內部的信息來確定的。 MAC 子層主要負責以下幾項任務：協(xié)調器產生網絡信標；信標同步；支持 PAN 關聯(lián)和解關聯(lián)； CSMA—CA信道訪問機制；處理和維護保證時隙（ GTS）機制；在兩個對等 MAC 實體間提供可靠鏈路。物理層的接口結構如 圖 所示 。 2450MHz頻段上劃分了 16 個信道， 915MHz 頻段上有 10 個信道， 868MHz 頻段只有 1 個信道。 基于 Zigbee 技術的溫度采集系統(tǒng)設計 10 表 主要協(xié)議框架 應用層 網絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 MAC 層 868/915 PHY 層 PHY 層 物理層規(guī)范 物理層 (PHY)給出了兩種類型的服務：管理服務和數(shù)據(jù)服務。 MESH 網狀網絡拓撲結構的網絡具有強大的功能， 網絡可以通過 ―多級跳 ‖的方式來通信；該拓撲結構還可以組成極為復雜的網絡；網絡還具備自組織、自愈功能。這種路由機制使得信息的通訊變得更有效率，而且意味這一旦一基于 Zigbee 技術的溫度采集系統(tǒng)設計 9 個路由路徑出現(xiàn)了問題，信息可以自動的沿著其他的路由路徑進行傳輸。另外信息的路由是由協(xié)議棧層處理的，整個的路由過程對于應用層是完全透明的。樹形拓撲的結構如 圖 所示 。Coordinator（協(xié)調者）有可能成為整個網絡 的瓶頸。 星形拓撲結構 星形拓撲是最簡單的一種拓撲形式，他包含一個 Coordinator（協(xié)調者）節(jié)點和一系列的 End Device（終端）節(jié)點。 Zigbee 設備對象負責設備的所有管理工作，包括設定該設備在網絡中的角色（協(xié)調器、路由器或終端設備），發(fā)現(xiàn)網絡中的設備，確定這些設備能提供的功能，發(fā)起或響應綁定請求，完成設備之間建立安全的關聯(lián)等。 網絡層 基于底層的可靠通信，提供路由、路由發(fā)現(xiàn)、多跳、轉發(fā)的功能。 Zigbee 具有可靠的發(fā)送接收握手機制 ,可靠地保證了數(shù)據(jù)的發(fā)送接收 ,另 Zigbee 采用 AES128 位密鑰 ,保證數(shù)據(jù)發(fā)送的安全性。模塊最有較小的發(fā)送接收電流 ,支持多種睡眠模式 ,一個 10AH的電池 ,在 Zigbee水表中可使用 8年 .Zigbee通訊速度最高可達 250Kbps,適合用于設備間的數(shù)據(jù)通訊，不太適合用于聲音、圖像的傳送。 2. 網絡時延短。 Zigbee 的主要特性 1. 自動組網 ,網絡容量大。其次各種功能的無線網絡節(jié)點相互間可以在任意節(jié)點間進行通信。可以說，是一種小的動物通過簡捷的方式實現(xiàn) ―無線 ‖溝通，人們借此來稱呼這種專注于低功耗、低成本、低復雜度、低速率的近程無線網絡通信技術 [2]。以此實現(xiàn)基于 Zstack 協(xié)議棧的數(shù)據(jù)無線透明傳輸。熟悉有關 Zstack2020 協(xié)議棧的具體內容。最后 Zigbee 標準有助于降低應用成本。 論文的主要研究內容 本論文旨在開發(fā)一個基于 ZigBee 網絡的實時無線溫度采集控制系統(tǒng)。它與 通信技術 和 計算機技術 共同構成 信息技術 的三大 支柱 。溫度傳感器的發(fā)展大致經歷了以下 3 個階段 :① 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器， ② 模擬集成溫度傳感器，③ 智能集成溫度傳感器 [3].目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網絡化的方向飛速發(fā)展。 溫度是日常生活中一種最基本的環(huán)境參數(shù)，自然界中幾乎所有的物理化學過程都與溫度緊密相關。 最后 對傳感器模塊硬件電路、無線收發(fā)模塊硬件電路以及整個系統(tǒng) 進行了 測試， 結果顯示系統(tǒng)運行平穩(wěn)，驗證了本系統(tǒng)設計方案的可行性 。 文章 首先介紹了 Zigbee 技術與網絡拓撲結構，通過介紹無線溫度采集系統(tǒng)的基本原理，制定系統(tǒng)總體設計方案。本論文研究課題是基于 Zigbee 的無線溫度采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以應用到智能家居領域從而節(jié)省人力和能源，具有非常廣闊的應用前景和研究價值。通過數(shù)字 溫度傳感器 SHT11 采集溫度數(shù)據(jù)， 在Zig