【正文】 //執(zhí)行操作系統(tǒng)}系統(tǒng)初始化程序：osal_init_system(void){ osal_mem_init()。Android SDK指的是安卓語(yǔ)言編程數(shù)據(jù)包，不用安裝，解壓即可。這三個(gè)數(shù)據(jù)分別是由DHT111溫濕度傳感器和MQ135傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，然后，傳送到Zigbee節(jié)點(diǎn)。如果你選擇的是濕度趨勢(shì)，就會(huì)出現(xiàn)濕度趨勢(shì)圖，同樣，X軸表示時(shí)間軸（040）秒，Y軸表示的是空氣的濕度（0100）。 上位機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)PC上位機(jī)程序是利用Visual C++ 。如圖57所示。 if (idx tasksCnt) {HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState)。)函數(shù)，這樣運(yùn)行OSAL系統(tǒng)就開(kāi)始正式運(yùn)行。 //初始化系統(tǒng)的任務(wù) osal_mem_kick()。 // 初始化系統(tǒng)時(shí)鐘 zmain_vdd_check( )。不僅提供編譯下載功能，而且可以結(jié)合編程器進(jìn)行單步跟蹤調(diào)試和監(jiān)測(cè)片上寄存器、Flash數(shù)據(jù)等。IAR Systems是嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)的供應(yīng)商二氧化錫在氣體中電導(dǎo)率很低，它的電導(dǎo)率與污染氣體的含量成正比。除此此外，還可以采用2節(jié)5號(hào)電池供電的方案，電源電路如圖42所示。因此，可以利用電路檢測(cè)電導(dǎo)率的變化，最后將其轉(zhuǎn)換為該氣體濃度變化。RF內(nèi)核控制模擬無(wú)線模塊。（5）電腦上位機(jī)電腦通過(guò)通過(guò)串口轉(zhuǎn)USB程序?qū)㈦娔X的串口進(jìn)行設(shè)置，然后，協(xié)調(diào)器可以通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與電腦連接將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳給電腦上位機(jī)程序。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的空氣污染監(jiān)測(cè)方法有定點(diǎn)和移動(dòng)兩種。其中，包括系統(tǒng)的各項(xiàng)性能設(shè)想，系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)什么樣的目標(biāo)，達(dá)到什么樣的要求。服務(wù)實(shí)體是由服務(wù)接入點(diǎn)(SAP)為他上層提供接口，每個(gè)服務(wù)接入點(diǎn)利用服務(wù)原語(yǔ)完成其各項(xiàng)功能。如果使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(NetworkCoordinator)的話，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過(guò)64000個(gè)Zigbee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，這時(shí)整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將相當(dāng)?shù)凝嫶?。圖 21 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹(shù)形拓?fù)錁?shù)形拓?fù)浒ㄒ粋€(gè)Coordinator以及一系列的Router和EndDevice節(jié)點(diǎn)，如圖22所示。（3）接收其他節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求信息，然后，選擇性的允許其他節(jié)點(diǎn)加入到剛組建中網(wǎng)絡(luò)中來(lái)。 Zigbee基本概念Zigbee技術(shù)是一種近距離、相對(duì)簡(jiǎn)單、低功耗、傳輸速率低、廉價(jià)的可以雙向通信的無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。最后，通過(guò)搭建一個(gè)由主控Zigbee芯片、傳感器、顯示部分和控制部分組成的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀。如果檢測(cè)到某些空氣污染物超標(biāo)的話，就會(huì)發(fā)出報(bào)警來(lái)提醒用戶采取相應(yīng)的措施。為了保護(hù)美國(guó)駐印度大使館工作人員，美國(guó)為他們購(gòu)買(mǎi)了1800臺(tái)室內(nèi)空氣凈化器?？諝馕廴緯?huì)引起很多疾病，比如：“致病建筑綜合癥”和“建筑關(guān)聯(lián)病”等疾病，這些疾病會(huì)導(dǎo)致人的眼部、鼻子、腦部等不良反應(yīng)，輕者眼花、惡心嘔吐，重者麻痹、休克等。該行業(yè)是通過(guò)對(duì)室內(nèi)的裝修、家具污染引起的環(huán)境污染物超標(biāo)所進(jìn)行檢測(cè)和分析過(guò)程，并且出具國(guó)家權(quán)威的、法律效力的檢測(cè)報(bào)告。 Wireless sensor networks。1999年底，法國(guó)政府成立了國(guó)家室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)站。目前，國(guó)家出臺(tái)的室內(nèi)空氣檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T188832002和《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB503252013。極少數(shù)敏感人群應(yīng)減少戶外活動(dòng)101150Ⅲ輕度污染橙色易感人群有癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀。第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單介紹設(shè)計(jì)所需要的軟件使用方法等。協(xié)調(diào)器選擇一個(gè)信道和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)ID(也稱之為PANID，即PersonalAreaNetworkID)，隨后啟動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。EndDevice一般處于網(wǎng)絡(luò)的邊緣，主要任務(wù)就是發(fā)送和接收信息，但它不能夠轉(zhuǎn)發(fā)信息，也不能讓其他節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中來(lái)。路由節(jié)點(diǎn)可以同另一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)直接的進(jìn)行信息傳遞。 ，該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層(PHY)和介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)，特點(diǎn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜、廉價(jià)、功耗極少和吞吐量靈活等。Zigbee設(shè)備對(duì)象的功能包括：（1）規(guī)定各個(gè)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中所扮演角色(如協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備)；（2）發(fā)起和響應(yīng)綁定請(qǐng)求；（3）在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立安全機(jī)制；（4）負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并且決定向他們提供何種應(yīng)用服務(wù)。各個(gè)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，都會(huì)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行記錄保存（例如監(jiān)測(cè)時(shí)間、地點(diǎn)、檢測(cè)物類型、含量等），這些信息最終會(huì)實(shí)時(shí)存入服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)，形成報(bào)表形式，便于工作人員查閱。這些傳感器可以根據(jù)所測(cè)物質(zhì)的變化采集數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為電平變化，然后，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)化為自己所需要的信號(hào)傳送給終端節(jié)點(diǎn)。CC2530芯片是與8051內(nèi)核兼容，它有3種內(nèi)存器訪問(wèn)總線。傳感器有三部分組成：一個(gè)是通過(guò)電阻變化的感濕器件，另一個(gè)是檢測(cè)溫度器件，還有一個(gè)8位主控制芯片[[] 李巖舟,周清,班彩霞,陳科余,詹榮,鄒明,韋敏立. 教學(xué)型溫室大棚的研制[J]. 裝備制造技術(shù),2012,06:220221+226. ]。通過(guò)本章描述，對(duì)實(shí)物有了系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)。在ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，天線以及巴倫匹配電路非常重要，這不僅關(guān)系到射頻通路質(zhì)量?jī)?yōu)良程度，同時(shí)，對(duì)通信距離和系統(tǒng)功耗都有非常大的影響。終端節(jié)點(diǎn)電路原理圖如圖47所示。ZStack協(xié)議棧架構(gòu)。如圖52所示。 //初始化操作系統(tǒng) osal_int_enable( INTS_ALL )。操作系統(tǒng)初始化包括系統(tǒng)內(nèi)存的分配、消息隊(duì)列準(zhǔn)備、定時(shí)器的歸置、電源管理、系統(tǒng)任務(wù)初始準(zhǔn)備等。 //macTaskInit(0) nwk_init( taskID++ )。最后，由工作模式轉(zhuǎn)入低功耗的休眠模式。在ZStack的事件處理中有三種任務(wù)事件處理函數(shù)，每種函數(shù)分別擔(dān)任不同類型的任務(wù)處理。它包含了大部分的windows API函數(shù)，并且擁有一個(gè)應(yīng)用程序框架。所對(duì)應(yīng)的文本框接收串口信息，并顯示溫濕度具體的數(shù)值。 圖 59 上位機(jī)程序顯示窗口用鼠標(biāo)指向標(biāo)題欄，然后右擊就會(huì)彈出一個(gè)菜單，顯示關(guān)閉、移動(dòng)和關(guān)于。主要用在移動(dòng)終端設(shè)備，如：智能手機(jī)、平板和手表等安卓設(shè)備。 // 確定 IEEE 地址 zgInit( )。}任務(wù)初始化程序：void osalInitTasks( void ){ uint8 taskID = 0。 // 初始化芯片各硬件模塊 osal_nv_init( NULL )。Android系統(tǒng)由四層組成，一是應(yīng)用程序?qū)?，二是?yīng)用程序框架層，三是系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層，四是Linux內(nèi)核層。刷新部分分為手動(dòng)刷新按鍵和自動(dòng)刷新按鍵。溫濕度顯示板塊左側(cè)有個(gè)像溫度計(jì)一樣的顯示窗口，此窗口可以根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)模擬溫度變化。但它并不是專門(mén)用于VC的，它也同樣用于VB，VJ，VID等編程語(yǔ)言[[] 郭云,陳圣林. 基于USB總線的溫度采集——應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[J]. 科技致富向?qū)?2013,21:125.]。 // 保存未處理的事件 HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState)。然后，就開(kāi)始進(jìn)入輪循式事件處理，先比較事件優(yōu)先級(jí)，按照優(yōu)先級(jí)調(diào)用事件處理函數(shù)進(jìn)行事件處理。 //設(shè)置所分配的內(nèi)存空間單元值為 0 osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt))。系統(tǒng)初始準(zhǔn)備包括I/O口準(zhǔn)備、硬件準(zhǔn)備、驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)備等操作。 //初始化非易失變量 ZMacInit( )。ZStack程序入口是main（）函數(shù)，main函數(shù)總共做了兩件事情。IAR Embedded Workbench初始頁(yè)面如圖51所示。DTH11溫濕度傳感器的DATA引腳與CC2530的P0_7引腳相連，MQ135氣體傳感器的DO引腳與CC2530的P0_6引腳相連。圖 43 時(shí)鐘電路圖 天線及巴倫配置電路巴倫，即平衡非平衡轉(zhuǎn)換器。第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀的硬件部分進(jìn)行了系統(tǒng)的講解，包括最小系統(tǒng)的電路描述和各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)思路。P0_P1_0P1_P2_0P2_4：數(shù)字I/O 端口；? P1_0、P1_1： 驅(qū)動(dòng)能力；? P2_P2_4： kHz XOSC。 主要元器件的選用 CC2530芯片、Zigbee應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)解決方案。圖 32 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀硬件總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要的硬件設(shè)備包括：（1）傳感器每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)連接不同的傳感器，比如：DHT1MQMQ135等傳感器。圖 31 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀資源層：是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的最下面的一層，它保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 應(yīng)用層（APL）Zigbee應(yīng)用層框架由應(yīng)用支持層、Zigbee設(shè)備對(duì)象和制造商所定義的應(yīng)用對(duì)象三部分組成。(8)自組織性和自愈能力：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)搜尋在其附近的節(jié)點(diǎn)，并且自動(dòng)與他們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相連，最后共同組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。圖 22 樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由Coordinator、Router和EndDevice三部分組成，如圖23所示。 EndDevice(終端設(shè)備)終端設(shè)備沒(méi)有特定的維持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的責(zé)任，它可以睡眠或者喚醒，因此它可以可以是一個(gè)電池供電設(shè)備。 Coordinator(協(xié)調(diào)器)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)啟動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，包括所選用的主控芯片，傳感器使用和功能介紹。表12 空氣質(zhì)量指數(shù)級(jí)別空氣質(zhì)量指數(shù)AQI空氣質(zhì)量指數(shù)級(jí)別空氣質(zhì)量指數(shù)及表示顏色對(duì)健康的影響建議采取的措施050Ⅰ優(yōu)綠色空氣質(zhì)量令人滿意，基本無(wú)空氣污染。2013—2014年，中國(guó)建筑裝飾協(xié)會(huì)公布了一個(gè)的抽樣檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告。 空氣質(zhì)量檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)代空氣污染問(wèn)題的研究源于倫敦?zé)熿F事件。關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量檢測(cè)；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)；Zigbee模塊；多點(diǎn)檢測(cè)AbstractWith the development of science and technology, air pollution has seriously affected people39。本設(shè)計(jì)是由傳感器、Zigbee模塊和上位機(jī)搭建一個(gè)基于Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀。所以，所有的室內(nèi)環(huán)境都必須進(jìn)行必要的空氣質(zhì)量檢測(cè)，尤其是公共場(chǎng)合。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀跟國(guó)外相比,我國(guó)近幾年才開(kāi)始對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行研究,我國(guó)從事住宅室內(nèi)空氣污染的研究始于70年代。當(dāng)前，室內(nèi)空氣檢測(cè)的主要依據(jù)是《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和 GB/T188832002和《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB503252013[[] 閆博,趙文吉. 北京市細(xì)顆粒物時(shí)空分布及與呼吸系統(tǒng)疾病相關(guān)分析[J]. 地理信息世界,2013,06:4248.]。 文本結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)是通過(guò)傳感器和Zigbee模塊搭建完成一個(gè)利用Zigbee無(wú)線傳感技術(shù)的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀。其特點(diǎn)是傳輸距離近、復(fù)雜度低、具有自組織性、功耗低、傳輸速率低、廉價(jià)等。 Router(路由器)路由器主要作用有:一是允許其他的設(shè)備加入本網(wǎng)絡(luò)，二是多跳路由可以協(xié)助它自己和終端設(shè)備的正常通訊。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，連接相同父設(shè)備下的設(shè)備互相稱作兄弟節(jié)點(diǎn)，而有連接相同祖父設(shè)備的設(shè)備互稱作堂兄弟節(jié)點(diǎn)。(5)兼容性：Zigbee技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)可以互相兼容，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(Coordinator)自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用載波偵聽(tīng)、沖突檢測(cè)()方式進(jìn)行信道接入。物理層內(nèi)容如下：（1）Zigbee的激活；（2）當(dāng)前信道的能量檢測(cè)；（3）接收鏈路服務(wù)質(zhì)量信息；（4）Zigbee信道接入方式；（5）信道頻率選擇；（6）數(shù)據(jù)傳輸和接收。其中，對(duì)系統(tǒng)所使用的各個(gè)元器件進(jìn)行進(jìn)一步的講解。缺點(diǎn)是適應(yīng)性差，不能隨著檢測(cè)目標(biāo)的改變而進(jìn)行變化。（6）Android手機(jī)端安卓終端是在Android開(kāi)發(fā)環(huán)境中開(kāi)發(fā)的一個(gè)手機(jī)應(yīng)用程序。CC2530引腳圖如圖34所示。如圖 36所示。接線方式： （1）VCC：接電源正極（5V）（2）GND：接電源負(fù)極（3）DO：TTL 開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出（4）AO：模擬信號(hào)輸出（懸空）MQ135氣體傳感器模塊是一個(gè)已經(jīng)封裝好的電路，MQ135氣體傳感器模塊連接圖，如圖46所示。AVR IAR C/C++編譯器是一個(gè)擁有世界級(jí)水平的具備標(biāo)準(zhǔn)C/C++特性的編譯器，用戶可以安裝不同的擴(kuò)展插件使用AVR的不同的功能。第二步，處理事件，若有突發(fā)事件系統(tǒng)就會(huì)被喚醒進(jìn)入中斷處理事件。 // 初始化堆棧 InitBoard( OB_COLD )。該任務(wù)函數(shù)按照任務(wù)的優(yōu)先級(jí)順序檢查任務(wù)是否準(zhǔn)備好了。}在整個(gè)操作系統(tǒng)初始化的過(guò)程中，與用戶息息相關(guān)的函數(shù)就是osalInitTasks()函數(shù)，void osalInitTasks( void )主要功能有兩個(gè)：（1）通過(guò)調(diào)用osal_mem_alloc( )函數(shù)給各個(gè)任務(wù)分配內(nèi)存空間；（2）給各個(gè)已定義任務(wù)指定唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)。我們利用osalInitTasks( )函數(shù)來(lái)創(chuàng)建OSAL的任務(wù)，其中TaskID表示為每個(gè)任務(wù)的標(biāo)識(shí)號(hào)。 //查找待處理的事件 tasksEvents[idx] = 0。VC不僅僅是C++因此，該上位機(jī)程序是通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)從電腦串口讀取信息，然后，通過(guò)運(yùn)算將接受到的信息進(jìn)行輸出顯示[[] Zhenli ZHANG,Fazhu ZHOU,Yuming Routing AlgorithmBased on Energy Awareness and En