【正文】 組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連成一體。網(wǎng)關(guān)整體框架如圖 23所示:圖23 網(wǎng)關(guān)整體框架圖ZigBee內(nèi)部連通就是一個星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由一個負(fù)責(zé)分配ID和地址、并對其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳送的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝的協(xié)調(diào)器(PAN)構(gòu)成，其他節(jié)點(diǎn)也只能通過這個協(xié)調(diào)器來和外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。本文在綜合考慮兼容性、成本、性價比等方面后,CPU采用基于ARM9 smart 210,ZigBee模塊核心芯片采用CC2530,其網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖24所示：圖24 網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)圖無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由許多在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)分布的大量廉價微型傳感器節(jié)點(diǎn)，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，它使用傳感器協(xié)作地監(jiān)控不同位置的物理或環(huán)境狀況并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集與處理，最終將其報告給用戶。目前,在WSN的應(yīng)用中,ZigBee技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。每一層都執(zhí)行一組特定的服務(wù)：如數(shù)據(jù)實體提供數(shù)據(jù)傳輸，管理實體提供所有其他的服務(wù)。路由協(xié)議的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)時間受其影響比較大。節(jié)點(diǎn)定位在有些場合是比較重要的，如森林火災(zāi)。為更好地管理傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，需要將用戶屏蔽在技術(shù)之外且能夠友好地控制WSN,使物理網(wǎng)絡(luò)邏輯化。而ARM芯片憑借處理能力強(qiáng)和功耗低等優(yōu)勢一舉搶占市場先機(jī),并逐步滲透到我們生活的各個領(lǐng)域。在嵌入式系統(tǒng)中的TCP/IP具有其顯著的特點(diǎn)：(1)存儲使用量減少。通?？刹眉舫潭韧a實現(xiàn)的模塊化程度成正比。本章對物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)與它在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的功能作了深入分析,根據(jù)需求設(shè)計出系統(tǒng)總體方案，并分析了實現(xiàn)該設(shè)計系統(tǒng)所需要的核心技術(shù)，即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)。本設(shè)計，其實就是一個智能型電子系統(tǒng)，因為它廣泛涉及到多任務(wù)通信、通信協(xié)議控制、數(shù)據(jù)傳輸與處理等方面。在該圖中，主要分為兩部分，一部分是ARM處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其片內(nèi)外設(shè)，位于藍(lán)色粗線框內(nèi)部；另一部分最小系統(tǒng)電路及外圍應(yīng)用電路，位于藍(lán)色粗線框外部。(2)以太網(wǎng)接口模塊:因為主控制器已經(jīng)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入對MAC層的支持,所以在外部只接以太網(wǎng)的PHY以及網(wǎng)絡(luò)接口就行。S5PV210因為在整個設(shè)計中，系統(tǒng)對以太網(wǎng)MAC的需求、嵌入式操作系統(tǒng)、TCP/IP協(xié)議和大量的應(yīng)用程序，都需要占用大量的存儲空間，基于這些考慮，我們選擇S5PV210作為整個設(shè)計的微控制器。在本開發(fā)板上，UART0和UART1已經(jīng)經(jīng)過RS232電平轉(zhuǎn)換，它們分別對應(yīng)于COM0和COM1，可以通過附帶的交叉串口線和PC互相通訊。它內(nèi)部集成的以太網(wǎng)MAC模塊性能高、靈活度高。在這部分里，定義了 MAC幀的格式以及在介質(zhì)上是怎樣進(jìn)行傳輸?shù)?還有可用于多種事件的發(fā)生而產(chǎn)生的MAC中斷,通過應(yīng)用程序的參數(shù)設(shè)定進(jìn)行MAC地址過濾,還定義了物理尋址、邏輯拓?fù)?。它由一個處理接口，一個10/100M自適應(yīng)的PHY和4K DWORD值的SRAM組成。圖37 以太網(wǎng)接口電路 WSN協(xié)調(diào)器接口模塊該模塊是實現(xiàn)嵌入式ZigBee應(yīng)用的片上系統(tǒng)，其作用就是方便CC2530模塊的接入。最簡單易行的方法就是：利用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)WSN與IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),而網(wǎng)關(guān)還需要一個WSN協(xié)調(diào)器對傳感網(wǎng)進(jìn)行總體協(xié)調(diào)調(diào)度。第四章三個模塊的連通性測試本系統(tǒng)將主要介紹三個模塊功能的實現(xiàn)過程以及測試結(jié)果，即ZigBee內(nèi)部模塊通信的實現(xiàn)、ZigBee模塊與網(wǎng)關(guān)通信的實現(xiàn)、網(wǎng)關(guān)與因特網(wǎng)通信的實現(xiàn)。其中定義的處理事件的類型包括:按鍵、收到消息、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)改變，對收到的消息進(jìn)行以下結(jié)構(gòu)體定義:typedefstruct{osal_event_hdr_t hdr。byte wasBroadcast。afMSG CommandFormat_t cmd。/**************************************/includeinclude 39。 //注意在option里設(shè)置路徑include 39。/****************************************************************溫度傳感器初始化函數(shù)****************************************************************/void initTempSensor(void){DISABLE_ALL_INTERRUPTS()。139。 //；14位分辨率；對片內(nèi)溫度傳感器采樣ADCCON1 |= 0x30。 //ADCL 寄存器低 2 位無效value |= (((UINT16)ADCH) 4)。char TempValue[5]。 //初始化串口initTempSensor()。 i++){AvgTemp += getTemperature()。 //十位TempValue[1] = (unsigned char)(AvgTemp)%10 + 48。 //十分位TempValue[4] = (unsigned char)(AvgTemp*100)%10+48。TempValue[1]=0x55。i4。Delayms(2000)。因為對于星形的ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所有的節(jié)點(diǎn)都跟協(xié)調(diào)器交互。ZigBee協(xié)議棧一旦ZigBee協(xié)調(diào)器接收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)后,就會自動產(chǎn)生一個事件,根據(jù)任務(wù)通信機(jī)制，該事件就會告知應(yīng)用層，其串口發(fā)送流程圖如圖410所示：圖410串口發(fā)送流程圖在接收端采用中斷模式來驗證是否收到字節(jié)，當(dāng)串口接收到一個字節(jié)后,就會產(chǎn)生中斷,調(diào)用接收函數(shù)，接收是否完成是根據(jù)收到字節(jié)數(shù)是否等于UARTMessage Type_t結(jié)構(gòu)體中數(shù)據(jù)長度來判斷，串口接收流程如圖411所示：圖411 串口接收流程圖halUARTCfg_t uartConfig。 Threshold=SERIAL_APP_THRESH。 //2530 don’t care.while((UOLSR0x40)==0)。ZigBee模塊與網(wǎng)關(guān)通信實現(xiàn)連接方式如圖414所示：圖414 ZigBee模塊與網(wǎng)關(guān)通信連接方式在上一節(jié)兩個ZigBee模塊正確組網(wǎng)的基礎(chǔ)上，用串口線一端與ARM9開發(fā)板COM口相連,另一端與ZigBee協(xié)調(diào)器（Coordinator）模塊相連，此時打開串口調(diào)試界面，顯示如圖415所示的數(shù)據(jù)。圖416 網(wǎng)關(guān)與因特網(wǎng)通信模塊實現(xiàn)連接方式網(wǎng)關(guān)和PC是實現(xiàn)本模塊通信的兩個重要方面,而網(wǎng)絡(luò)通信分為兩種結(jié)構(gòu)，分別是：B/S和C/S。而服務(wù)器進(jìn)程大部分情況下處于“休眠”狀態(tài),直到客戶端對該服務(wù)器發(fā)出連接請求,將其“喚醒”。系統(tǒng)整機(jī)調(diào)試連接示意圖如圖51所示，3個虛線框分別代表本系統(tǒng)的3個模塊。經(jīng)過不斷的調(diào)試和改進(jìn)，網(wǎng)關(guān)各項功能正常,能夠完成最初設(shè)計目標(biāo)。硬件平臺選用了廣州友善之臂公司生產(chǎn)的Smart210開發(fā)板作為處理器平臺，ZigBee組網(wǎng)采用德州儀器生產(chǎn)的ZigBee CC2530模塊。(3),很好的把握了ZigBee協(xié)議各層的脈絡(luò),為后面的應(yīng)用實現(xiàn)奠定了扎實的理論基礎(chǔ)。(2)為增加對過往數(shù)據(jù)的查詢，可以制作一個數(shù)據(jù)庫，方便對過往數(shù)據(jù)的再次利用。(5)為保證系統(tǒng)的安全性,可以在遠(yuǎn)程登陸時設(shè)置相關(guān)的安全驗證。每當(dāng)我遇到難以解決的問題并處于消極狀態(tài)時，吳老師更是耐心指導(dǎo)，鼓勵我堅持下去。在以后的學(xué)習(xí)與工作過程中,我定將以全部的熱忱與激情投入，不負(fù)眾望!最后向參加論文審閱、答辯的各位老師真誠地道一聲：你們辛苦了！參考文獻(xiàn)[1][J].中興通訊技術(shù),2012(2):1517.[2][J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2009(12):1214.[3].黃海昆,鄧佳佳,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)技術(shù)與應(yīng)用[J].電信科學(xué),2010(4):第2024頁.[4].沈蘇彬等,物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009(6):111[5].聞濤,呂麗民,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在企業(yè)安全生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2012(2):226228,233.[6].劉強(qiáng),崔莉,陳海明,[J],2010(6):14,10.[7].陳琦等,基于Zigbee /GPRS物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機(jī)研究與發(fā)展,2011 (S2):367372[8] H. 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