【文章內(nèi)容簡介】 接指示原語后，將根據(jù)自己的資源情況(存儲空間和能量)決定是否同意此節(jié)點的加入請求，然后給節(jié)點的MAC層發(fā)送響應(yīng)。3．等待協(xié)調(diào)器處理。當節(jié)點收到協(xié)調(diào)器加入請求命令的ACK后，節(jié)點的MAC將等待一段時間，接收協(xié)調(diào)器的連接響應(yīng)。在預(yù)定的時間內(nèi)，如果接收到連接響應(yīng)，它將這個響應(yīng)向它的上層通告。而協(xié)調(diào)器給節(jié)點的MAC層發(fā)送響應(yīng)時會設(shè)置一個等待響應(yīng)時間(Z ResponseWaTime)來等待協(xié)調(diào)器對其加入請求命令的處理，若協(xié)調(diào)器的資源足夠，協(xié)調(diào)器會給節(jié)點分配一個16位的短地址，并產(chǎn)生包含新地址和連接成功狀態(tài)的連接響應(yīng)命令，則此節(jié)點將成功的和協(xié)調(diào)器建立連接并可以開始通信。若協(xié)調(diào)器資源不夠，待加入的節(jié)點將重新發(fā)送請求信息，直到入網(wǎng)成功。4．發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令。如果協(xié)調(diào)器在響應(yīng)時間內(nèi)同意節(jié)點加入，那么將產(chǎn)生關(guān)聯(lián)響應(yīng)命令(Associateresponsemand)并先存儲這個命令。當響應(yīng)時間過后，節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令(Data request mand)給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器收到后立即回復(fù)ACK，然后將存儲的關(guān)聯(lián)響應(yīng)命令發(fā)給節(jié)點。如果在響應(yīng)時間到后，協(xié)調(diào)器還沒有決定是否同意節(jié)點加入，那么節(jié)點將試圖從協(xié)調(diào)器的信標幀中提取關(guān)聯(lián)響應(yīng)命令，成功的話就可以入網(wǎng)成功，否則重新發(fā)送請求信息直到入網(wǎng)成功。5．回復(fù)。節(jié)點收到關(guān)聯(lián)響應(yīng)命令后，立即向協(xié)調(diào)器回復(fù)一個確認幀(ACK)，以確認接收到連接響應(yīng)命令，此時節(jié)點將保存協(xié)調(diào)器的短地址和擴展地址，并且節(jié)點的MLME向上層發(fā)送連接確認原語，通告關(guān)聯(lián)加入成功的信息。上述步驟完成之后，待加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點應(yīng)該已經(jīng)收到協(xié)調(diào)器的加入請求回復(fù)。如果該請求通過，該節(jié)點將成功和協(xié)調(diào)器建立連接并獲得網(wǎng)絡(luò)地址和其他節(jié)點進行通信。在上述連接的過程中，請求建立連接的節(jié)點的上層生成連接請求原語發(fā)送給節(jié)點的MAC層。MAC層的MLME接收到這個原語后，先向物理層發(fā)送和原語更新phyCurrentchannel和maePANID的值，然后生成一個含有建立連接請求的命令幀發(fā)送給指定的協(xié)調(diào)器。節(jié)點在發(fā)送命令幀時使用CSMA．CA算法，首先MLME向物理層發(fā)送狀態(tài)為TX ON的收發(fā)電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換原語，激活發(fā)射電路，使其工作在發(fā)射狀態(tài)。收到確認原語后再向物理層發(fā)送數(shù)據(jù)請求原語來生成命令幀，等待接收的協(xié)調(diào)器發(fā)送的確認幀。如果沒有收到，那么將重新發(fā)送連接請求命令。如果重新發(fā)送aMaxFrameRetries次后仍然沒有接收到確認幀，則節(jié)點的物理層向上層發(fā)送狀態(tài)為NO ACK的連接請求確認原語表示連接請求命令發(fā)送失敗。當靠近協(xié)調(diào)器的FFD節(jié)點和協(xié)調(diào)器關(guān)聯(lián)成功后，處于這個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的其它節(jié)點就以這些FFD節(jié)點作為父節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)了，具體加入網(wǎng)絡(luò)有兩種方式，一種是通過關(guān)聯(lián)(association)方式，就是待加入的節(jié)點發(fā)起加入網(wǎng)絡(luò)；另一種是直接(direct)方式，就是待加入的節(jié)點具體加入到那個節(jié)點下，作為該節(jié)點的子節(jié)點。其中關(guān)聯(lián)方式是Zigbee網(wǎng)絡(luò)中新節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的主要途徑對于一個節(jié)點來說只有沒有加入過網(wǎng)絡(luò)的才能進行加入網(wǎng)絡(luò)。在這些節(jié)點中，有些是曾經(jīng)加入過網(wǎng)絡(luò)，但是卻與它的父節(jié)點失去聯(lián)系(這樣的被稱為孤兒節(jié)點．)，而有些則是新節(jié)點。當是孤兒節(jié)點時，在它的相鄰表中存有原父節(jié)點的信息，于是它可以直接給原父節(jié)點發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)的請求信息。如果父節(jié)點有能力同意它加入，于是直接告知它的以前被分配的網(wǎng)絡(luò)地址，它便入網(wǎng)成功；如果此時它原來的父節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中，子節(jié)點數(shù)已達最大值，也就是說網(wǎng)絡(luò)地址已經(jīng)分配滿，父節(jié)點便無法批準它加入，它只能以新節(jié)點身份重新尋找并加入網(wǎng)絡(luò)。而對于新節(jié)點來說，它首先會在預(yù)先設(shè)定的一個或多個信道上通過主動或被動掃描周圍它可找到的網(wǎng)絡(luò)，尋找有能批準自己加入網(wǎng)絡(luò)的父節(jié)點，并把可以找到的所有父節(jié)點的資料存入自己的相鄰表。存入相鄰表的父節(jié)點的資料包括ZigBee協(xié)議的版本、堆棧的規(guī)范、PAN ID和可以加入的信息。在相鄰表中所有的父節(jié)點中選擇一個深度最小的，并對其發(fā)出請求信息，如果出現(xiàn)相同最小深度的兩個以上的父節(jié)點信息，那么隨機選取一個發(fā)送請求。如果相鄰表中沒有合適的父節(jié)點信息，那么表示入網(wǎng)失敗，終止過程。如果發(fā)出的請求被批準，那么父節(jié)點同時會分配給它一個16位的網(wǎng)絡(luò)地址，此時入網(wǎng)成功，子節(jié)點可以開始通信。如果請求失敗，那么重新查找相鄰表，繼續(xù)發(fā)送請求信息，直到加入網(wǎng)絡(luò)或者相鄰表中沒有了合適的父節(jié)點。通過試驗與分析知當節(jié)點通過協(xié)調(diào)器加入網(wǎng)絡(luò)時，所需的原語數(shù)較多，這樣需要的時間較長。假如有多個節(jié)點在較短的時間內(nèi)先后加入網(wǎng)絡(luò)，就會產(chǎn)生較大的網(wǎng)絡(luò)沖突，使得協(xié)調(diào)器負載過重，導(dǎo)致一部分節(jié)點加入失敗，而這些加入失敗的節(jié)點會繼續(xù)發(fā)送加入請求，這樣所有節(jié)點全部成功加入的總時間會進一步增加。通過減小每個節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的時間及原語數(shù)來達到減小這種沖突的目的，從加入網(wǎng)絡(luò)的時間分析，加入網(wǎng)絡(luò)的絕大部分時間花費在主動掃描、信標周期和等待協(xié)調(diào)器處理時間上，而前兩者時間是固定不變的，但是等待協(xié)調(diào)器處理的時間卻是可變的，和協(xié)調(diào)器要處理的原語數(shù)量有關(guān)，可以通過減少原語的數(shù)量，減小協(xié)調(diào)器處理這些原語通信握手過程所需要的時間，這樣協(xié)調(diào)器就能更快的響應(yīng)節(jié)點的關(guān)聯(lián)加入。當協(xié)調(diào)器在收到加入請求命令后，檢查本身資源足夠的話，就直接產(chǎn)生關(guān)聯(lián)響應(yīng)命令并直接發(fā)送給待加入的節(jié)點，這樣協(xié)調(diào)器就不需要存儲關(guān)聯(lián)響應(yīng)命令，節(jié)點也不需要發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，只用等待協(xié)調(diào)器的響應(yīng)命令即可，這樣入網(wǎng)過程所需要的原語數(shù)就減少了，從而能夠有效的減小沖突。通過這樣的改進方法節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的時問和所需要的原語數(shù)都會有所減少。通過NS2仿真軟件對兩個組網(wǎng)方案進行仿真比較，得出在改進的方案下節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的時間比原方案減少了38．08％，所需要的原語數(shù)減少了30．96％，并且避免了節(jié)點入網(wǎng)的沖突。當很多節(jié)點在較短時間內(nèi)都通過協(xié)調(diào)器進行關(guān)聯(lián)加入時，改進的方案的優(yōu)勢更加顯著。、空調(diào)、通風(fēng)、電梯、照明、安防等子系統(tǒng)規(guī)范化接口研發(fā)電梯是高層建筑必不可缺少的組成部分。電梯的安全直接關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全，因此對電梯進行遠程監(jiān)控意義重大?，F(xiàn)有的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)大多通過兩種方式進 行監(jiān)控。一種是基于Modem和電話網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心與終端通過撥號進行通訊；另一種是通過專用線路，對一定范圍之內(nèi)的多部電梯進行監(jiān)控。本項目通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)與電梯控制器連接，直接接入中控系統(tǒng)，整個系統(tǒng)改造非常方便簡單。通過RS422/RS485等接口連接電梯控制器來采集電梯的狀態(tài)信息。根據(jù)現(xiàn)場特點，用戶執(zhí)行對電梯的監(jiān)測控制命令。如實時監(jiān)測命令，終端向監(jiān)控中心實時上送電梯的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，由監(jiān)控中心存人數(shù)據(jù)庫或進行窗口電梯狀態(tài)的動態(tài)顯示。485通訊無線傳輸模塊干接點接口干接點接口是采用繼電器接點進行直接硬連接的接口方式，其特點是接口簡單，適用范圍廣，但通信信息少。每一個單向通信信號都需要一個繼電器接點支持，因此，對于要求與中央空調(diào)系統(tǒng)通信的數(shù)據(jù)量較大的BAS系統(tǒng)不宜采用此接口方式。中央空調(diào)與BAS系統(tǒng)的干接點最基本的接口可以設(shè)置以下接點信號(1)中央空調(diào)開機信號(A1)。(2)中央空調(diào)停機信號(A2)。 (3)中央空調(diào)運行／停機狀態(tài)信號(B1)。(4)故障信號(B2)。(5)稀釋狀態(tài)信號(B3)。由于干接點接口方式不受具體的通信協(xié)議限制，接口簡單，可適用于各類BAS系統(tǒng)，因而是目前采用較多的接口方式。I/O口無線通訊模塊PLC協(xié)議現(xiàn)在大多數(shù)中央空調(diào)都采用可編程控制器(PLC)作為中央控制單元。由于中央空調(diào)的自身控制已涉及了溫度、壓力、流量、液位等輸入信號和開關(guān)量、模擬量等輸出信號，有的還具備對水系統(tǒng)控制功能，因此中央空調(diào)所用PLC的檔次較高，都具備與外設(shè)通信的接口和通信指令。從理論上看，這類中央空調(diào)具備與BAS系統(tǒng)進行串行通信，實現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)交換。但實際上由于多種原因，各PLC廠商的PLC的通信協(xié)議都不相同，各類BAS系統(tǒng)通信協(xié)議也不一致，且不公開，結(jié)果兩者很難實現(xiàn)接口通信。我們的解決方案是向BAS系統(tǒng)開放PLC通信協(xié)議和數(shù)據(jù)地址，由BAS系統(tǒng)集成商開發(fā)與PLC通信的接口軟件。BAS系統(tǒng)的終端是以計算機系統(tǒng)為平臺，有實力的BAS系統(tǒng)集成商一般有能力開發(fā)通信接口驅(qū)動程序。通風(fēng)系統(tǒng)需要監(jiān)測風(fēng)機手/自動轉(zhuǎn)換狀態(tài)，確認是否處于樓宇自控系統(tǒng)控制之下，同時可減少故障報警的誤報率；當處于樓宇自控系統(tǒng)控制時，可控制風(fēng)機的啟停；監(jiān)測送風(fēng)機壓差狀態(tài)，確認風(fēng)機機械部分是否已正式投入運行，可區(qū)別機械部分與電氣部分的故障報警。由于通風(fēng)系統(tǒng)大部分采用RS485通訊接口，因此采用485通訊無線傳輸模塊即可。另外由于通風(fēng)系統(tǒng)大部分還與消防系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，因此還需安置CO、煙塵、溫度等無線傳感器。變配電智能化系統(tǒng)是建筑物自動化系統(tǒng)(BAS)中的一個重要組成部分。建筑物自動化是對整個系統(tǒng)來進行綜合控制管理的統(tǒng)一體。對負荷監(jiān)測和控制、遠方顯示、測量電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、諧波和電能等。測定故障電流、故障顯示、接地故障時選擇性閉鎖、數(shù)據(jù)遠傳、自檢。通過網(wǎng)絡(luò)通信接口RS23RS48RS422可以接入BAS系統(tǒng)。它可與上位進行數(shù)據(jù)交換，可接受上位機的指令，可與上位機進行數(shù)據(jù)交換，可由上位機對斷路器進行遙控操作，對斷路器的整定值進行修改。它具有內(nèi)置的電流互感器。也可通過網(wǎng)絡(luò)通信接口RS23RS48RS422接入485通訊無線傳輸模塊，通過無線傳感網(wǎng)與上位機進行數(shù)據(jù)通信。本項目提出了一種新型的智能照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由若干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成，各節(jié)點通過ZIGBEE協(xié)議進行通信。整個系統(tǒng)工作于全自動狀態(tài)，通過采集外界環(huán)境信息，并根據(jù)這些信息的變化來自動切換和設(shè)置相應(yīng)的照明模式。例如，當人員全部離開房問時，系統(tǒng)自動調(diào)整房間照明模式為關(guān)閉室內(nèi)所有照明燈，從而避免了“長明燈”現(xiàn)象。整個系統(tǒng)由基站節(jié)點與各房間自主控制子系統(tǒng)組成，在ZIGBEE協(xié)議有效通信距離內(nèi)，各子系統(tǒng)通過各自的路由節(jié)點相互轉(zhuǎn)發(fā)信息，進而形成到基站節(jié)點的多跳網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與基站節(jié)點的信息交互。 系統(tǒng)共用到三種類型的節(jié)點：終端節(jié)點、路由節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點。每種節(jié)點在硬件層次上都必須包括一個主控模塊(單片機)和一個無線收發(fā)模塊，如本系統(tǒng)選用ATMEGAL128L單片機為主控模塊，CC2420芯片為無線收發(fā)模塊。終端節(jié)點負責(zé)采集外部環(huán)境信息，還應(yīng)搭載相應(yīng)的傳感器(光敏和紅外傳感器)。為了實現(xiàn)協(xié)調(diào)器節(jié)點與上位機的通信，系統(tǒng)為協(xié)調(diào)器節(jié)點配置了一個RS232/RS485接口。房間自主控制子系統(tǒng)由一個路由節(jié)點和若干終端節(jié)點組成。載有傳感