【正文】 的需要。網(wǎng)絡(luò)層提供了兩個必須的功能服務(wù)實(shí)體來向應(yīng)用層提供服務(wù)接口，它們分別是管理服務(wù)實(shí)體和數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體。 在ZigBee協(xié)議規(guī)范中，組網(wǎng)時(shí)有三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可供選擇：星型結(jié)構(gòu)(Star)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和簇樹型結(jié)構(gòu)(ClusterTree)，圖21所示。(7) 網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間短。(3) 功耗低。ZigBee的基本速率是250kb/s，而若當(dāng)其速率降到28kb/s時(shí)，傳輸半徑可擴(kuò)大到134米，并可得到更低的功耗和更高的可靠性?？偠灾甖igBee技術(shù)就是一種低功耗，低成本的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)[8]。人們所熟知的Linux下面的KDE環(huán)境就是基于Qt開發(fā)而成的。? 高效浮點(diǎn)支持。IAR System是嵌入式領(lǐng)域唯一能夠提供這種解決方案的公司。 開發(fā)工具及開發(fā)環(huán)境的介紹 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境介紹IAR Embedded Workbench(簡稱 EW)的C/C++交叉編譯器和調(diào)試器是目前為止是業(yè)界較易使用和較完整的的專業(yè)嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具。(3) 系統(tǒng)靈活當(dāng)有新的環(huán)境參數(shù)被要求測量時(shí)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性要求靈活，方便增加節(jié)點(diǎn)，以降低成本。為了對這些分散的對象進(jìn)行有效的集中管理，對遠(yuǎn)程及移動數(shù)據(jù)采集與控制的需求也就日益迫切[34]。在這個系統(tǒng)中，人們可以獲得實(shí)時(shí)的居住環(huán)境信息，如溫度和濕度、各種有害氣體的濃度、光照強(qiáng)度、火災(zāi)信息等。Wireless sensor networks。Household本系統(tǒng)運(yùn)行可靠，能正確獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測?；赯igBee技術(shù)的家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要：環(huán)境是人們賴以生存的必要條件，隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和提高，人們對自己的生活環(huán)境有了更高的要求，希望自己的生活環(huán)境健康、舒適。為了讓用戶方便監(jiān)測數(shù)據(jù)，本文在PC機(jī)上設(shè)計(jì)了顯示界面，讓人們更加方便操作及監(jiān)測數(shù)據(jù)。ofTechnologyAbstract：Environment is a necessary condition for survival. With the rapid development and improvement of modern information technology, people have higher requirements for their living environment. They hope they live healthily and fortably. During recent years, especially the quick development of information technology which enables all kinds of wireless munication technology to improve unprecedentedly. So,the thesis utilizes ZigBee technology to exploit and design the wireless home environmental monitoring system. In the system, the sensor node(as well as terminal node) can choose temperature, humidity, brightness etc. Therefore, the wireless network terminal module of the thesis choose the CC2530 chip as the platform for realizing receiving and sending of the information data. The chip has a single chip with 8051 core and has certain memory space. Thus, it can realize its function by adding a little peripheral circuit without extra single chip. The received data processing in the data receiving terminal(that is coordinator node) send to PC for people’s realtime monitoring. The thesis designed the display interface in PC for people’s operation and data monitoring conveniently. The system works reliably which can obtain correct environmental data and realize real time monitoring.Keywords： ZigBee。智能家居系統(tǒng)中一個非常重要的部分就是本文所研究的環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，企業(yè)及機(jī)構(gòu)的管理規(guī)模不斷擴(kuò)大，其需要管理與控制的對象更趨多樣性，甚至具有流動性，分布的范圍也涉及到不同的地域。(2) 多點(diǎn)監(jiān)測需要對同一環(huán)境參數(shù)在不同地點(diǎn)和不同時(shí)間分別進(jìn)行測量，這是因?yàn)榄h(huán)境中各種環(huán)境信息不同的時(shí)間和空間上分布不具有均勻性，由此實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的全面性和高精度性，甚至有時(shí)需要對同一環(huán)境參數(shù)在多點(diǎn)進(jìn)行測量。在協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)中，本文實(shí)現(xiàn)了電源、串口通信、PCB天線等主要電路的設(shè)計(jì)；而在傳感器節(jié)點(diǎn)中，由于其與協(xié)調(diào)器類似，故僅針對不同的環(huán)境信息，設(shè)計(jì)出了不同的傳感模塊；(3)本論文還設(shè)計(jì)了串口調(diào)試操作界面，可以方便用戶的調(diào)試和使用，由此用戶就可以實(shí)時(shí)的了解到家庭中個中環(huán)境信息的參數(shù)。除了EW MCS51標(biāo)準(zhǔn)版外，IAR 公司還專門為ARM、MP430等微處理器開發(fā)出專門的版本，方便了不同客戶的需求。? 瓶頸性能分析。圖11 IAR軟件界面 上位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境介紹Qt是一個跨平臺的C++圖形用戶界面庫，有挪威TrollTech公司開發(fā)，目前包括Qt/X1基于Framebuffer的Qt/Embedded、快速開發(fā)工具Qt Designer以及國際化工具Qt Linguist等。受蜜蜂的這種特殊的通信方式的啟發(fā)，ZigBee技術(shù)的研究也主要是在低速率、低功耗通信領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，亦可以低成本地嵌入各種設(shè)備中組成龐大的網(wǎng)絡(luò)。但相比之下 ZigBee協(xié)議比藍(lán)牙更簡單、速率更慢、功率及費(fèi)用也更低。由于ZigBee聯(lián)盟已經(jīng)有二十多家，他們的研發(fā)實(shí)力都很強(qiáng)，好多公司均已在2003年正式推出自己的ZigBee芯片，競爭較大，近年來應(yīng)用于主機(jī)端的芯片成本將會比藍(lán)牙等模塊更具價(jià)格上的優(yōu)勢；另外，因?yàn)閆igBee技術(shù)的速率要求低，協(xié)議內(nèi)容簡單，從而節(jié)省了開發(fā)的成本，目前常州市場CC2XX0等芯片的零售價(jià)格在20~30元之間不等。歐洲使用868MHz，美國則使用915MHz頻段，但這些均是免申請頻段，可以直接使用。只能自己的與上一級如協(xié)調(diào)器或路由器之間通信，包括獲取網(wǎng)絡(luò)地址等。 ZigBee的協(xié)議分析 網(wǎng)絡(luò)層（NWK）ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的主要功能就是確保ZigBee的MAC層(IEEE )正常工作，同時(shí)定義了一些必須的函數(shù)，并且為應(yīng)用層提供適合的服務(wù)接口。 網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體（NLME）絡(luò)層管理實(shí)體允許應(yīng)用與堆棧相互作用，并且提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)。(6) 路由發(fā)現(xiàn)：具有發(fā)現(xiàn)并且記錄傳送信息的網(wǎng)絡(luò)路由的能力。APSDE則提供在同一個網(wǎng)絡(luò)中的兩個或多個應(yīng)用實(shí)體間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的服務(wù)。ZDO描述了應(yīng)用框架層的應(yīng)用對象的網(wǎng)絡(luò)功能和應(yīng)用對象的公用接口用以控制設(shè)備。其中，傳感器節(jié)點(diǎn)通過ZigBee無線技術(shù)與協(xié)調(diào)器進(jìn)行信息的交換，協(xié)調(diào)器則通過串口RS232與PC進(jìn)行相連通信。溫度傳感器可以在用戶設(shè)定的頻率下采集區(qū)域的溫度信息，并將其發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，再由協(xié)調(diào)器將處理結(jié)果數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到PC，此時(shí)，PC可按之前用戶設(shè)置好的參數(shù)和程序?qū)照{(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度的控制，當(dāng)然這些是后續(xù)控制，不在本文討論范圍內(nèi)。(4) 亮度亮度的監(jiān)測可以利用分布在各個房間里的光敏傳感器來實(shí)現(xiàn)。如，未發(fā)生一氧化碳泄露即報(bào)警等。目前主要有TI/CHIPCON、EMBER(ST)、JENNIC(捷力)、FREESCALE（飛思卡爾）等幾家公司有ZigBee產(chǎn)品。CC2530 具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。也包含了硬件的MAC地址與AES加解密的加速器，并擁有省電與定時(shí)睡眠模式，另外還有安全碼與程序代碼加密機(jī)制。以上的硬件平臺都適用于ZigBee應(yīng)用的開發(fā)。不但可實(shí)現(xiàn)簡單的CC2530開發(fā)，還可作于復(fù)雜的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)。CC2530傳感器天線電源圖42 終端結(jié)構(gòu)圖其電路如圖43。③、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。2. 光強(qiáng)度傳感器（BH1750FIV）本文采用了數(shù)字輸出型的環(huán)境光照傳感器BH1750FIV。(2) 介紹了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)。第二步：進(jìn)入osal_init_system()。SampleApp_Init( taskID )。The sixth step：ZDO_StartDevice（）；啟動設(shè)備，其中這函數(shù)的參數(shù)分別為：設(shè)備邏輯類型，啟動模式，信標(biāo)時(shí)間，超幀長度。The eleventh step：執(zhí)行MT_ProcessIningCommand()函數(shù)。 txOptions |= AF_DISCV_ROUTE。dstAddr, amp。綜上，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖52所示：第6章 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)及測試 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)負(fù)責(zé)接收協(xié)調(diào)器通過串口發(fā)送來的數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示。圖63溫度值正常顯示當(dāng)獲取的溫度值大于設(shè)定的溫度時(shí)，會跳出溫度過高的警告窗口，如圖64所示：圖64 溫度過高報(bào)警當(dāng)獲取的溫度值小于設(shè)定的溫度時(shí)，會跳出溫度過低的警告窗口，如圖65所示：圖65 溫度過低報(bào)警最終測試結(jié)果基本通過，數(shù)據(jù)能正常接收，當(dāng)溫度過高或過低時(shí)能發(fā)出警告。參考文獻(xiàn)[1] [J].電子與電腦，2007,7:2225.[2] 王磊,[J].,01:2225.[3] 陳靖,[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2010,11:57.[4] 戚劍超,[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2010,04:3336.[5] 李戰(zhàn)明,劉寶,[J].信息化縱橫,2009,05:1216.[6] [D].西安電子科技大學(xué),2009年.[7] [D].中國海洋大學(xué),2010年.[8] 張杰,涂巧玲,[J].傳感器與微系統(tǒng),2009,09:4245.[9] 郭棟,秦明芝,[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,01:1215.[10] [D].河南理工大學(xué),2010年.[11] 中國智能家居網(wǎng)．：//．.[12] 王巖。