【正文】 0m間，在增加了發(fā)射功率之后，也可以增加到1~3km。在低耗電待機(jī)模式狀態(tài)下，2節(jié)5號(hào)的干電池就可以支持1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月，甚至更長(zhǎng)時(shí)間。超寬帶技術(shù)最初是用來雷達(dá)開發(fā)的，認(rèn)為它屬于一種無載波通信技術(shù)。WiFi技術(shù)最主要的優(yōu)勢(shì)在于它不需要現(xiàn)場(chǎng)布線，可以不受到布線條件所帶來的缺點(diǎn)。在1998年的時(shí)候，該藍(lán)牙技術(shù)的協(xié)議則由多家的公司最后達(dá)成共識(shí)。嵌入式系統(tǒng)一般在軟件方面沒有什么明顯的區(qū)分，不需要對(duì)它的設(shè)計(jì)太過于復(fù)雜，從而還減少了成本。 嵌入式系統(tǒng)在開發(fā)和設(shè)計(jì)方面都得根據(jù)具體的應(yīng)用任務(wù)的，雖然說不同的應(yīng)用所對(duì)應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)差距很大，但它的基本要素都是一樣的，由于現(xiàn)在的人們對(duì)產(chǎn)品成本、功耗、可靠性等要求逐漸提高，嵌入式系統(tǒng)慢慢的通過計(jì)算機(jī)走進(jìn)了人們的視線，被人熟知。 第2章 嵌入式及ZigBee技術(shù) 嵌入式系統(tǒng)是為一種特定的應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，又稱之為“嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。通過和其他短距離通信方式對(duì)比詳細(xì)的介紹了ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)以及ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)和原理，簡(jiǎn)單介紹了ZigBee應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)所在。具有智能家居目前更優(yōu)越的切削復(fù)雜的配置系統(tǒng)?，F(xiàn)在有許多廠家為了在市場(chǎng)上搶得先機(jī)，都推出了自己的家庭網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但是很少有人需要帶有電子郵件功能的冰箱，熱水器等。據(jù)悉，國(guó)家將投資15億來大力的鼓勵(lì)該項(xiàng)目的實(shí)施。本實(shí)用新型具有使用產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)的擴(kuò)展，該系統(tǒng)是更成熟，更適合中國(guó)國(guó)情的。電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)適用于家庭住宅的1988美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，即“家庭自動(dòng)化系統(tǒng)和通信標(biāo)準(zhǔn)”也被稱為家庭總線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（HBS）；中國(guó)也已開始從1997年初制定的“小康住宅電氣設(shè)計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)）指南》（草案）中的“指南“在小康住宅電氣設(shè)計(jì)規(guī)定應(yīng)滿足下列要求：一個(gè)高水平的安全、舒適的環(huán)境，便利的交通，綜合信息服務(wù)，家庭智能化系統(tǒng)。原來的結(jié)構(gòu)是比較古板，而現(xiàn)在是變成可以移動(dòng)智能的工具，擁有各方面的信息交換的功能，保證能在外面可以和家庭信息進(jìn)行流暢的交流，提高家庭生活的方式，幫助人們能夠更好的、合理的安排時(shí)間，提高生活的舒適性，也可以為各種能源減少不必要的費(fèi)用?，F(xiàn)在人們?nèi)找媾蛎浀男枨笫沟眉揖又悄芑殉蔀橐环N新趨勢(shì)。 embedded system。智能家居實(shí)現(xiàn)了對(duì)家庭設(shè)備間之間的互通互聯(lián)以及全方位的監(jiān)控和控制。 智能家居網(wǎng)關(guān)作為智能家居內(nèi)外連接通信的核心，是進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、多媒體通信等的載體，是實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)與 Internet相連的關(guān)鍵設(shè)備。 S3C2410。近年來，隨著我國(guó)房地產(chǎn)的火爆局面，給國(guó)內(nèi)的一些智能化帶來了發(fā)展的機(jī)遇。智能家居還能夠自動(dòng)管理和控制家電設(shè)備，對(duì)家庭環(huán)境的安全進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警，并且能夠?yàn)樽籼峁└咝П憷踩孢m的學(xué)習(xí)生活及工作的環(huán)境。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)更多的智能家居控制系統(tǒng)主要包括：（1） X10（美國(guó)），該系統(tǒng)是電力線作為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的使用，集中控制方式的實(shí)現(xiàn)。但是，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性，以及產(chǎn)品的價(jià)格是很難滿足要求，因此目前在中國(guó)已較少應(yīng)用。北京預(yù)計(jì)有30000戶用戶將率先實(shí)施該項(xiàng)目。所以，用戶應(yīng)該根據(jù)自己的實(shí)際需求來選擇，而不是盲目的追求。下面是比較主要的幾種：（1）首先介紹的是開放式服務(wù)網(wǎng)關(guān)組織，它誕生于1999年，好多國(guó)內(nèi)的知名供應(yīng)商都在里面。例如，在網(wǎng)上買東西，遠(yuǎn)程報(bào)警，緊急情況和其他新功能是基于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓礁叩囊蠖O(shè)計(jì)的發(fā)展。第3章: 智能家居總體設(shè)計(jì)方案。嵌入式系統(tǒng)很難給它下一個(gè)準(zhǔn)確的定義，根據(jù)英國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)的定義，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特殊要求的事先定義好的任務(wù)，而國(guó)內(nèi)認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)是與應(yīng)用緊密結(jié)合的，它具有很強(qiáng)的專業(yè)性，必須結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)特定需求進(jìn)行合理的裁剪利用。從定義中我們總結(jié)了幾個(gè)嵌入式系統(tǒng)的重要特征：（1）內(nèi)核比較小。（4）高實(shí)時(shí)性。 ISM頻段，它傳輸?shù)乃俾蕿?Mpbs，傳輸?shù)木嚯x則為10米。所以它非常滿足那些移動(dòng)辦公的用戶，此外由于它的發(fā)射信號(hào)功率低于100mw，比手機(jī)發(fā)射功率還低，所以選擇WiFi上網(wǎng)相對(duì)也是最安全最健康的。和藍(lán)牙相比，它的抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速率高，最高可達(dá)到藍(lán)牙的100倍。這是ZigBee相比較藍(lán)牙和WiFi的優(yōu)勢(shì)所在。如果其能通過路由器和節(jié)點(diǎn)間通信接力，傳輸距離將可以達(dá)到更遠(yuǎn)。ZigBee/：物理層PHY和介質(zhì)訪問控制子層MAC，ZigBee聯(lián)盟在它的基礎(chǔ)上定義了網(wǎng)絡(luò)層NWK和應(yīng)用層APL這兩層。應(yīng)用層由應(yīng)用支持子層(APS)、ZigBee設(shè)備對(duì)象（ZOD）及廠商定義的應(yīng)用對(duì)象。還可以共享空中通道。 圖21 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D  第3章 本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案智能家居是以其住宅為載體的，它把許多有關(guān)的設(shè)備集合在一起，包括：音視頻的技術(shù)、安全防范的技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)、自動(dòng)控制的技術(shù)、綜合布線的技術(shù)，構(gòu)建了比較豐富的住宅設(shè)施和家庭內(nèi)部管理系統(tǒng)，從而進(jìn)一步地提高了家居的安全性、藝術(shù)性和便利性，更重要的是智能家居還能給用戶帶來一個(gè)即環(huán)保又節(jié)能的舒適環(huán)境。傳感器和節(jié)點(diǎn)是智能家居中的主要接入點(diǎn)。具體的系統(tǒng)組成如圖31所示。這個(gè)設(shè)計(jì)中使得本地的PC機(jī)可以隨意地訪問互聯(lián)網(wǎng)上的任意資源，從而很好的解決了家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法訪問互聯(lián)網(wǎng)的問題。所謂的監(jiān)控子系統(tǒng)則是運(yùn)行在本地PC機(jī)上本地所監(jiān)控的程序與運(yùn)行在遠(yuǎn)程的PC機(jī)上遠(yuǎn)程所監(jiān)控的程序兩個(gè)所構(gòu)成的。接下來簡(jiǎn)單地介紹一下硬件系統(tǒng)器件選擇、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和硬件各個(gè)接口電路設(shè)計(jì)等。它還有內(nèi)置外部存儲(chǔ)器，典型的有芯片的選擇邏輯和SDRAM的控制。 24個(gè)外部中斷。它在小端和大端都得到支持,還有充分的地址空間：它的每一種BANK為128MB（全部為1GB），每一種BANK都可以編程為8位、16位、32位的數(shù)據(jù)總線。 也支持了不同類型的ROM用在啟動(dòng)。嵌入式的系統(tǒng)之中則往往用的Flash則主要是NAND與NOR兩種的類型。而本設(shè)計(jì)中SDRAM則選用的是K4S561632CTC75為芯片。當(dāng)采用了MAX232為芯片實(shí)行電平的轉(zhuǎn)換，這個(gè)芯片只需要幾個(gè)外接的電容則就可完成了TTL的電平到RS232的電平轉(zhuǎn)換。它的任務(wù)是負(fù)責(zé)接收發(fā)來的復(fù)位信號(hào)，使微控制器回到之前一個(gè)確定的狀態(tài)。CC2430是Chipcon公司推出來實(shí)現(xiàn)其ZigBee的應(yīng)用片上的系統(tǒng)芯片即為SoC，它是一個(gè)真正SoC的解決方案?；谝陨线@些優(yōu)勢(shì)CC2430正符合本課題的要求。一些家電監(jiān)控的系統(tǒng)之中可同時(shí)存在了許多客戶端。而不同類型家電設(shè)備則可都存在家電的監(jiān)控系統(tǒng)之中。還支持了包括其CC24CC2431和MSP430+ CC2420等在內(nèi)多個(gè)平臺(tái)。假如有幾個(gè)的事件都發(fā)生，可先判斷其優(yōu)先級(jí)，而后進(jìn)行逐次的處理事件。能量的掃描則由MAC層進(jìn)行完成，它是對(duì)與所有的信道實(shí)行的掃描，其主要的任務(wù)則是選擇其能量損耗較低信道當(dāng)做建立網(wǎng)絡(luò)備用的信道。如果許多個(gè)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)都對(duì)協(xié)調(diào)器的節(jié)點(diǎn)發(fā)送了請(qǐng)求，而其協(xié)調(diào)器的節(jié)點(diǎn)從來不及其響應(yīng)則會(huì)處理丟掉了許多請(qǐng)求，在發(fā)現(xiàn)自己請(qǐng)求沒有得到了響應(yīng)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的過幾秒鐘之后會(huì)相應(yīng)再次發(fā)出了請(qǐng)求，則直到得到了其協(xié)調(diào)器的節(jié)點(diǎn)響應(yīng)。下面是終端設(shè)備主程序的流程圖如下圖53所示。 endifif defined(MT_TASK)osalTaskAdd(MT_askInit,MT_ProcessEvent,OSAL_TASK_PRIORITY_LOW)。在其每一種任務(wù)初始化的函數(shù)之中，我們所必須完成的功能就是要得到這次任務(wù)的ID號(hào)碼。//所對(duì)應(yīng)處理的函數(shù)break。//獲取了網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)if (( my App _ Nwk State ==DEV – ZB _ COORD )//判斷了網(wǎng)絡(luò)類型||(my App _ Nwk State==DEV_ ROUTER )||( my APP _ Nwk State ==DEV_END_ DEVICE )){…}else{/*設(shè)備則不屬這個(gè)網(wǎng)絡(luò)*/}break。當(dāng)然，也可把每一個(gè)所執(zhí)行的函數(shù)都可以放在不同任務(wù)之中進(jìn)行處理。本設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)在嵌入式的系統(tǒng)和無線電傳感器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合于一體，進(jìn)一步構(gòu)建了一個(gè)相對(duì)完整無線家居的控制網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，大學(xué)四年就一這篇論文結(jié)尾了，在這一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，看了很多的參考資料，問了許多比較懂的人，得到了很多的幫助，真正做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合。朱老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的知識(shí)，使我受益很多。雖然本設(shè)計(jì)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)家電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，但其仍然存在許多不足的地方：雖然本設(shè)計(jì)有用戶的認(rèn)證機(jī)制，但是一旦本系統(tǒng)接入了Internet，就會(huì)招到來自外界的不明攻擊和威脅，這就是我們需要改善的地方。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控的系統(tǒng)就是它的產(chǎn)物。}osal_ msg _ deallo cate (( uint8* ) MSG pkt )。//所對(duì)應(yīng)處理的函數(shù)break。當(dāng)一個(gè)任務(wù)發(fā)生后，它的任務(wù)處理的函數(shù)則要對(duì)這個(gè)任務(wù)實(shí)行處理。osalTaskAdd(APS_Init,APS_event_loop,OSAL_TASK_PRIORITY_LOW)。而在協(xié)議棧之中，就有osal_init_system(void)的函數(shù)，它主要負(fù)責(zé)的是初始化OSAL系統(tǒng)，同時(shí)還添加了任務(wù)到OSAL的任務(wù)表之中。其協(xié)調(diào)器的主程序流程圖如圖52所示。而激活掃描則是對(duì)其能量發(fā)現(xiàn)的掃描之中發(fā)現(xiàn)了信道所進(jìn)行掃描，其目的則是檢測(cè)本信道能否已經(jīng)被激活了，在只有被其激活時(shí)，它的信道才可使用。 ZigBee軟件設(shè)計(jì)使用ZStack所進(jìn)行程序的開發(fā)，其主要的任務(wù)則是對(duì)其OSAL應(yīng)用層實(shí)行開發(fā)，而應(yīng)用層開發(fā)需要依據(jù)節(jié)點(diǎn)功能確定。IAR集成開發(fā)環(huán)境ZigBee協(xié)議棧運(yùn)行在一個(gè)稱為OSAL(Operation System Abstraction Layer)的操作系統(tǒng)上，所以要想進(jìn)行ZigBee開發(fā)必須熟悉OSAL。一些家電的設(shè)備利用Zigbee 的Web的服務(wù)器的通信與無線技術(shù)，且能進(jìn)行處理Web的服務(wù)器所發(fā)過來的命令。為實(shí)現(xiàn)其家電的監(jiān)控系統(tǒng)，而除在其網(wǎng)關(guān)之上所建立了Web的服務(wù)器的Boa之外，還需兩個(gè)應(yīng)用的程序模塊：接口程序、交互程序。在家庭網(wǎng)關(guān)電路系統(tǒng)中，CC2430協(xié)調(diào)器模塊通過4線的SPI總線(MI、MO、SS、C)與S3C2410處理器通信，(MI)、(MO)、(SS)、(C)分別與S3C2410的管腳SPIMISO0、SPIMOSI0、SPICLK0、nSS0相連。以CC2430為芯片設(shè)計(jì)核心，還結(jié)合一些存儲(chǔ)的空間則為一個(gè)8KByte的RAM和強(qiáng)大外圍模塊，而且有3個(gè)不同版本形式，這都是依據(jù)不同F(xiàn)lash的閃存空間如32KByte，64KByte與128KByte來進(jìn)行優(yōu)化其成本和復(fù)雜度組合形式。手動(dòng)復(fù)位開關(guān)二極管1N4148可以快速的對(duì)電容起到放電的作用，因此可以把復(fù)位電平快速拉到0V的位置。 圖43電平轉(zhuǎn)換電路S3C2410內(nèi)部有時(shí)鐘管理模塊，晶振電路就是為系統(tǒng)提供時(shí)鐘的。下面來介紹一下其連接圖的具體配置，把兩片SDRAM作為一個(gè)整體連接到Bank6位置，即將S3C2410的nGCS6接到了兩個(gè)K4S561632CTC75/CS上，因此起始的地址則為：0x03000000。此外NOR傳輸效率還是比較高的，它的容量在1～4MB的時(shí)候就具有了比較高成本效益，相對(duì)于較低寫入與擦除的速度則可能影響其的性能表現(xiàn)，所以說選擇NOR的性價(jià)比還是很高的。VDDi/VDDiarm引腳是供應(yīng)S3C2410內(nèi)核；VDDalive引腳是功能復(fù)位和端口狀態(tài)寄存器電壓。 最后一個(gè)BANK7則可以編程為BANK的起始地址與大小。 時(shí)鐘帶有日歷功能。 4種帶外部的請(qǐng)求線DMA。由于帶有嵌入式操作系統(tǒng)，所以那些較復(fù)雜的應(yīng)用程序很容易被實(shí)現(xiàn)。而且本地所監(jiān)控的程序利用計(jì)算機(jī)