【正文】 圖 自組網(wǎng)建立 PC 機(jī)串口無(wú)線控制終端節(jié)點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)中 PC 機(jī)通過(guò)串口與 ZigBee 協(xié)調(diào)器連接，并通過(guò)串口工具完成指令發(fā)送，協(xié)調(diào)器在收到指令后，對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的無(wú)線控制，完成 LED 燈的亮滅操作。 （ 1） 溫濕度傳感器（如圖 ）：溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。 0x00FF)) )。 case ZDO_STATE_CHANGE: SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt)。 break。? AF_DataRequest( amp。 基于 ZigBee 技術(shù)的傳感器無(wú)線信息采集 22 第 4 章 軟件部分設(shè)計(jì) IAR 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 IAR Embedded Workbench(簡(jiǎn)稱(chēng) EW)集成開(kāi)發(fā)工具支持 C、匯編等語(yǔ)言編寫(xiě)的程序的編譯和調(diào)試 ， 具有高效與可靠性 ， 是一款實(shí)用且方便的嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具 ， 包括了一個(gè)文本編輯 器， CSPY 調(diào)試器， C / C + +優(yōu)化 編輯工具 ，鏈接編輯器，匯編，庫(kù)管理 器 ，項(xiàng)目 管理工具 和其他開(kāi)發(fā)工具。 RREQ 幀格式中包含之前源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的序基于 ZigBee 技術(shù)的傳感器無(wú)線信息采集 20 列號(hào)，不過(guò)此序列號(hào)并不一定是最新的。網(wǎng)絡(luò)層命令如表 。源路由技術(shù)中數(shù)據(jù)包的發(fā)送者可以指定該路由中可能用于轉(zhuǎn)發(fā)幀的節(jié)點(diǎn)的 16 位短地址列表。 基于 ZigBee 技術(shù)的傳感器無(wú)線信息采集 16 (4) 尋址： ZigBee 協(xié)調(diào)器和 ZigBee 路由器能夠?yàn)橄燃尤刖W(wǎng)絡(luò)的設(shè)備分配唯一網(wǎng)絡(luò)地址 。這種方式也被叫做多跳，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元從源設(shè)備出發(fā)，經(jīng)過(guò)一節(jié)點(diǎn)跳到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)直至目的設(shè)備為止。ZigBee 協(xié)調(diào) 器 ，只是根據(jù) 無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需要 ，同扮演 ZigBee 路由器以及 ZigBee終端設(shè)備角色的 FFD 就功能上而言沒(méi)有什么區(qū)別。 基于 ZigBee 技術(shù)的傳感器無(wú)線信息采集 11 第 3 章 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范 除了 對(duì) MAC 層的正確 控制， 網(wǎng)絡(luò)層的主要提供的功能 是 為應(yīng)用層提供合適的服務(wù)接口。從 ZigBee 協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)上 得知，網(wǎng)絡(luò)層處于 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的MAC 層 之上 ，擁有 一個(gè)重要接口 ， 其上是應(yīng)用層 ， 網(wǎng)絡(luò)層具有承上啟下的作用 ，是學(xué)習(xí) ZigBee 技術(shù) 以及 協(xié)議棧 協(xié)議 的關(guān)鍵。 三個(gè)頻段一共 定義了 27 個(gè)物理信道 ，每 個(gè)頻段 上的物理信道數(shù)目不同， 這當(dāng)中包括 868MHz 頻段中 定義 了 的 一個(gè) 0 號(hào)信道 ， 915MHz 頻段在 每間隔 2MHz 定義 的 110 號(hào)信 道 ， 頻段定義 了 剩余5MHz 間隔 的 16 個(gè)信 道。 (7) 自組網(wǎng)： ZigBee 組網(wǎng)方式靈活，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，能構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 基于 ZigBee 技術(shù)的傳感器無(wú)線信息采集 4 第 2 章 ZigBee 技術(shù) ZigBee 技術(shù)簡(jiǎn)介 ZigBee 通信標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)基于 IEEE 協(xié)議。 ZigBee 儀表控制系統(tǒng) 低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)使得其能夠相當(dāng)適應(yīng)人力成本高、范圍大等水電、瓦斯儀表等所在區(qū)域，避免了人工操作危險(xiǎn)、精度差等情況的發(fā)生 [2]。 sensor。 wireless。這種情況下的 ZigBee 儀表控制就有了相當(dāng) 的市場(chǎng)。 這一名稱(chēng)來(lái)源于蜜蜂的八字舞， 由于 蜜蜂（ bee）是 利用 飛行 中 “嗡嗡 ”（ Zig）振動(dòng)翅膀的 “舞蹈 ”與 同伴分享 花粉的位置， 一群蜜蜂通過(guò)這樣的“一對(duì)多”形式的通信方式組成了最簡(jiǎn)單的通信網(wǎng)絡(luò) 。 ZigBee 組網(wǎng)通信方式 ZigBee 采用一種自組網(wǎng)方式，猶如一隊(duì)傘兵隊(duì)員在降落之前每個(gè)人配備一個(gè)ZigBee 的節(jié)點(diǎn)模塊，降落到地面上之后，彼此之間尚在網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的通信范圍之內(nèi)，每個(gè)人的節(jié)點(diǎn)模塊就會(huì)通過(guò)固定協(xié)議發(fā)送搜索信號(hào)自動(dòng)尋找，短時(shí)間內(nèi) 就可以組成一個(gè)互相聯(lián)通的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)路不是固定不變的，由于人員的流動(dòng)，節(jié)點(diǎn)信息會(huì)隨著節(jié)點(diǎn)間連接信息的變化不斷更新，變化的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始尋找新的網(wǎng)絡(luò)連接，形成一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，完成了對(duì)舊網(wǎng)絡(luò)的刷新 。物理層 承擔(dān)了底層較多的功能，包括 無(wú)線電收發(fā)機(jī)的 休眠和激活 、鏈接質(zhì)量指示 (LQI)、通信過(guò)程中對(duì)信道能量的掃描和檢測(cè) (ED)、 基于免 碰撞 載波 偵聽(tīng) 多路訪問(wèn)機(jī)制 （ CSMACA） 對(duì)空閑信道評(píng)估、信道頻率選擇、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收 [8]。網(wǎng)絡(luò)層 通過(guò) 數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體 (NLDE)和管理服務(wù)實(shí)體 (NLME)完成 這一層的功能 ，實(shí)現(xiàn) 與應(yīng)用層可靠安全的信息交換， 進(jìn)行更好的通信。 網(wǎng)絡(luò)層提供了兩種功能服務(wù)實(shí)體包括數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)體和管理 服務(wù)實(shí)體用以向應(yīng)用層提供服務(wù)接口，兩種功能的服務(wù)實(shí)體都是不可或缺的 [14]。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)出現(xiàn)變化時(shí)，其他FFD 也能在這個(gè)時(shí)候充當(dāng) ZigBee 協(xié)調(diào)器的角色，完成控制中心的任務(wù)。不過(guò)，更廣闊的范圍必然帶來(lái)潛在的消息延遲。 (5) 相鄰設(shè)備發(fā)現(xiàn)：具備發(fā)覺(jué)、記錄和匯報(bào)有關(guān)一跳相鄰設(shè)備信息的能力。源設(shè)備中轉(zhuǎn)發(fā)索引設(shè)置為 0，每次幀被路由器轉(zhuǎn)發(fā)它就會(huì)增一。 基于 ZigBee 技術(shù)的傳感器無(wú)線信息采集 18 圖 網(wǎng)絡(luò)層（ a）數(shù)據(jù)幀格式和（ b）命令幀格式 表 網(wǎng)絡(luò)層命令 網(wǎng)絡(luò)層路由算法 路由是選擇講消息中繼到目的設(shè)備的路徑的過(guò)程。 當(dāng) 發(fā)現(xiàn) 中間節(jié)點(diǎn)的路由 存在 路由信息和目的節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn) 路由 更新，此鏈接將是有效的新的默認(rèn)路由。對(duì)不同的微處理器提供了同樣直觀的用戶界面 ， 用戶可以針對(duì)多種不同的目標(biāo)處理器開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序 ， 與各種仿真器、調(diào)試器緊密結(jié)合 ， 加快了開(kāi)發(fā)速度。SampleApp_Periodic_DstAddr, amp。 //不管何時(shí)設(shè)備狀態(tài)改變依舊接收信息 case ZDO_STATE_CHANGE: SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt)。 if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD)? || (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER) || (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) ) {// 開(kāi)始周期性傳送 periodic消息。 return (events ^ SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT)。市場(chǎng)上的溫濕度傳感器一般是測(cè)量溫度量和相對(duì)濕度量。如圖 。通過(guò)芯片相應(yīng)控制代碼來(lái)檢測(cè)溫濕度傳感器狀態(tài)。下面介紹幾種常見(jiàn)的傳感器。 // 發(fā)送 periodic消息 // 發(fā)送周期信息 (+ a little jitter)? osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT, (SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() amp。 //不管何時(shí)設(shè)備狀態(tài)改變依舊接收信息。 MT_UartAppFlowControl (MT_UART_ZAPP_RX_READY)。 基于 ZigBee 技術(shù)的傳感器無(wú)線信息采集 25 節(jié)點(diǎn)部分代碼： 協(xié)調(diào)器部分代碼： void SampleApp_SendPeriodicMessage( void ) {char buf[]=~HELLO!~。當(dāng)設(shè)備 E 收到數(shù)據(jù)后，井確認(rèn)沿 EDBA 路徑發(fā)送確認(rèn)信息，A 收到確認(rèn)信息后，標(biāo)著整個(gè)路由過(guò)程的結(jié)束。當(dāng)源節(jié)點(diǎn) S 向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)D 發(fā)送數(shù)據(jù)包并發(fā)現(xiàn) D 節(jié)點(diǎn)不可到達(dá)時(shí)， S 節(jié)點(diǎn)會(huì)通過(guò)廣播發(fā)起路由請(qǐng)求，即向網(wǎng)內(nèi)設(shè)備發(fā)送廣播幀 RREQ[26]。網(wǎng)絡(luò)層命令標(biāo)識(shí)符和命令有效載荷組成了網(wǎng)絡(luò)層幀的有效載荷。 如果 幀 包含源路由域，然后 幀 控制域的 源 路由域設(shè)置為 1。 (3) 連接或離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)：具備對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制能力包括連接和離開(kāi)，以及具備為組建一個(gè) ZigBee 協(xié)調(diào)器或 ZigBee 路由器來(lái)控制設(shè)備連接斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的能力。這時(shí)樹(shù)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)能夠通過(guò)路由器對(duì)消息的轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)繞過(guò)障礙物，使消息最終到達(dá)設(shè)備 B。 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的 ZigBee 協(xié)調(diào)器（ PAN 協(xié)調(diào)器）所實(shí)現(xiàn)的功能與WiFi網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)（ AP）完全不同 [17]，這里的 ZigBee 協(xié)調(diào)器只是個(gè) FFD，起到網(wǎng)絡(luò)中心控制的作用，它不僅是為對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，還可以有自己的應(yīng)用 [18]。ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序是用戶 自由 定義的應(yīng)用對(duì)象 ，每個(gè) 應(yīng)用對(duì)象 分別 對(duì)應(yīng)一個(gè)序號(hào)范圍為 1240 的 端點(diǎn) ， 這樣一個(gè)應(yīng)用框架就構(gòu)成了 。 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層的功能是建立網(wǎng)絡(luò)、維護(hù) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的連接、同時(shí)決定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的模型。每個(gè) 頻段 都以不同的速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于 20 kbit/s， 40 kbit / s 和 250 kbit／ s。 (6) 安全： ZigBee 具有三級(jí)安全模型，分別為沒(méi)有安全設(shè)置、訪問(wèn)控制列表（ ACL）的使用來(lái)防止數(shù)據(jù)和使用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（ AES128）的對(duì)稱(chēng)密碼，從而確定安全性能的靈活性。通過(guò)查詢常見(jiàn)傳感器的硬件接口電路，對(duì)溫濕度傳感器信息采集傳輸和串口無(wú)線控制節(jié)點(diǎn) LED 亮滅實(shí)驗(yàn)硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 近年來(lái)全球 儀表 領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者 中國(guó)華立 以及 韓國(guó)努里電信 等 不斷深入 ZigBee 技術(shù)儀表控制系統(tǒng) 領(lǐng)域 ， ZigBee 儀表控制的 市場(chǎng) 呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì) 。 關(guān)鍵詞： ZigBee 技術(shù)；傳感器；無(wú)線通信；自組網(wǎng)； CC2530 II ABSTRACT In recent years, with the development of Inter of things and wireless sensor work, ZigBee technology, as a new kind of low power consumption, low cost, high reliability , has showed vigorous development trend in the future development of science and technology in human on the ZigBee protocol specification,designed a system of the data collection and transmission on the nodes connected with sonsors,and control the nodes by wireless. This paper lists the characteristics of the ZigBee munication, several existing wireless munication modes are pared, demonstrate the outstanding performance that other wireless munication technology does not have, the ZigBee wireless munication technology has broad application range and prospect. Based on the description of ZigBee work technology, work mode provides the basis for the product development and work analysis. This dissertation focuses on the study of ZigBee work layer structure, the work layer structure in detail the relevant management, standardized service primitives, by the deep analysis of information transmission mode and the software development process, from the bottom provides based software development application interface . On the basis of studying the bottom of the ZigBee standard, in the IAR integrated development environment, and used the ZigBee module with CC2530 as the core processor that we pleted module design and made simple realization .In the software ,programmed the ZigBee coordinator and the nodes,the coordinator node finds and cones the nodes by using broadcast,plete a adhoc work,then collect and transfer data