【正文】 ，把數(shù)據(jù)或命令幀序列號(hào)和信標(biāo)序列號(hào)分別復(fù)制到幀頭序列號(hào)子域和信標(biāo)幀頭的序列號(hào)子域中，并根據(jù)相應(yīng)的設(shè)置填寫(xiě)源、目標(biāo)地址域。如果存在源地址域，則幀中包含發(fā)送設(shè)備的地址。當(dāng)設(shè)備已經(jīng)與PAN建立了連接并且分配了短地址時(shí)，則優(yōu)先使用短地址。若沒(méi)有分配，則使用64位地址。在生成完MAC層幀后，就可以發(fā)送該幀了。 接收設(shè)備的接收機(jī)在開(kāi)啟的狀態(tài)時(shí)，根據(jù)無(wú)線信道的特點(diǎn)，、工作在同一信道的設(shè)備發(fā)送的信號(hào)外，也會(huì)接收到其它發(fā)射設(shè)備發(fā)射的信號(hào)。MAC層作為濾波的第一級(jí)，先濾除CRC校驗(yàn)不合格的，在濾除幀類型不滿足規(guī)定的，如果短目標(biāo)地址不與macShoutAddress或廣播地址相匹配，也會(huì)濾除掉。如果都滿足了就可以作為有效幀傳送到上一層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，這樣便實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸。 ZigBee TM 是專為低速率傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。有許多應(yīng)用可從ZigBee 協(xié)議受益，其中可能的一些應(yīng)用有：建筑自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)、住宅安防系統(tǒng)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程抄表以及PC 外設(shè)。與其他無(wú)線協(xié)議相比， ZigBee 無(wú)線協(xié)議提供了低復(fù)雜性、縮減的資源要求，最重要的是它提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。它還提供了三個(gè)工作頻帶，以及一些網(wǎng)絡(luò)配置和可選的安全功能。如果您正在尋求現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（例如RS42RS485）或?qū)Ｓ袩o(wú)線協(xié)議的替代方案， ZigBee 協(xié)議可能是您所需的解決方案。 Microchip 協(xié)議棧是采用C 語(yǔ)言編寫(xiě)的，可用MPLABC18 和HiTech PICC18 編譯器進(jìn)行編譯。源文件會(huì)自動(dòng)根據(jù)所使用的編譯器進(jìn)行必要的更改。Microchip協(xié)議棧設(shè)計(jì)為僅在Microchip PIC18F系列單片機(jī)上運(yùn)行。Microchip協(xié)議棧使用內(nèi)部閃存程序存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)可配置的MAC地址、網(wǎng)絡(luò)表和綁定表。因此，必須使用可自編程的閃存存儲(chǔ)器單片機(jī)。如果需要的話，可以修改非易失性存儲(chǔ)器（NVM）程序來(lái)支持任何其他類型NVM而不使用可自編程的單片機(jī)。此外，該協(xié)議棧旨在在PICDEM Z演示板上運(yùn)行。但是，它可很容易地移植到任何使用兼容單片機(jī)的硬件中。Microchip 協(xié)議棧根據(jù)ZigBee規(guī)范的定義將其邏輯分為多個(gè)層。實(shí)現(xiàn)每個(gè)層的代碼位于一個(gè)獨(dú)立的源文件中，而服務(wù)和應(yīng)用程序接口（Application Programming Interfaces，API）則在頭文件中定義。協(xié)議棧的當(dāng)前版本不實(shí)現(xiàn)安全層。每個(gè)層為緊接著的上一層定義一組容易理解的函數(shù)。要實(shí)現(xiàn)抽象性和模塊性，頂層總是通過(guò)定義完善的API 和緊接著的下一層進(jìn)行交互。特定層的C 頭文件（）定義該層所支持的所有API。必須切記，用戶應(yīng)用程序總是與應(yīng)用編程支持（Application Programming Support，APS）層和應(yīng)用層（Application Layer，APL）交互。由每層提供的很多API 都是簡(jiǎn)單的C 語(yǔ)言宏，調(diào)用下一層中的函數(shù)。此方法可以避免與模塊化相關(guān)的典型開(kāi)銷。雖然相比于WiFi、Bluetooth等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，ZigBee協(xié)議的復(fù)雜度已經(jīng)大大降低，但是如果選擇直接編寫(xiě)自己的ZigBee協(xié)議棧，那仍是一件相當(dāng)耗時(shí)費(fèi)力的工作；，它已經(jīng)被ZigBee聯(lián)盟認(rèn)證為ZigBee兼容平臺(tái)，并對(duì)所有客戶免費(fèi)開(kāi)放。Stack協(xié)議棧主要由5部分組成：硬件抽象層、操作系統(tǒng)抽象層、ZigBee Stack+IEEE、 MAC、用戶應(yīng)用程序和監(jiān)視測(cè)試程序。在Stack上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序可以忽略ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)，幫助使用者將更多的精力集中在實(shí)際應(yīng)用上，從而加快產(chǎn)品研發(fā)速度；使用ZigBee兼容平臺(tái)還可以保證產(chǎn)品具有良好的互操作性，即能夠與其他公司的ZigBee產(chǎn)品進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，無(wú)需擔(dān)心兼容性問(wèn)題。此外Stack提供了詳細(xì)的配置文件接口，允許用戶根據(jù)實(shí)際需要自由配置ZigBee網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)程序就是建立在ZStack協(xié)議棧的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)完成的。CPU完成初始化工作后運(yùn)行Stack協(xié)議棧，它將自動(dòng)完成加入網(wǎng)絡(luò)、建立鄰居表、選擇路由等底層操作，應(yīng)用層在收到成功入網(wǎng)的事件消息后，設(shè)置睡眠定時(shí)器并開(kāi)啟全局中斷，最后就可以控制CPU進(jìn)入睡眠狀態(tài)，以節(jié)省能量。當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)，觸發(fā)中斷將CPU從睡眠狀態(tài)喚醒，再次通過(guò)Stack與父節(jié)點(diǎn)通信、處理網(wǎng)絡(luò)事務(wù)，接著采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷是否觸發(fā)報(bào)警電路并向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送環(huán)境信息，完成這一系列工作后，CPU退出中斷程序，再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)。以上就是睡眠喚醒式的工作流程，使用這種方法可以保證終端設(shè)備僅依靠電池供電也能工作很長(zhǎng)時(shí)間。 終端設(shè)備的應(yīng)用層程序流程圖傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)在上電之后都首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和硬件的初始化工作。網(wǎng)絡(luò)初始化完成通信信道、PANID、 ProfileID等參數(shù)的設(shè)置和BOS、 ZigBee stack的啟動(dòng)。硬件初始化則根據(jù)節(jié)點(diǎn)功能進(jìn)行傳感器、定時(shí)器、串行口等硬件的初始參數(shù)設(shè)置。初始化程序是在函數(shù)AppColdstart中完成的。在這里，以傳感器節(jié)點(diǎn)的初始化程序?yàn)槔?，給出關(guān)鍵的程序代碼。define WSN_PAN_ID 0xAEAE //定義網(wǎng)絡(luò)PAN_IDdefine WSN_CHANNEL 16 //選擇通信信道為16 PUBLIC void AppColdStart(void){=wSN_CHANNEL。 //選擇通信信道=WSN_PAN_ID。 //設(shè)置網(wǎng)絡(luò) PAN_IDJZS_vStartStack(TRUE)。 //初始化ZigBee協(xié)議棧vInitHardware()。 //調(diào)用初始化硬件函數(shù)............(void)bBosRun(TRUE)。 //啟動(dòng)BOS操作系統(tǒng)}程序中的JZS_sConfig是自定義的一個(gè)結(jié)構(gòu)體，對(duì)其變量賦值，可以完成網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定。傳感器節(jié)點(diǎn)在vInitHardware函數(shù)中設(shè)置溫濕度和光照強(qiáng)度傳感器的I/O口，啟動(dòng)一個(gè)BOS定時(shí)器。傳感器節(jié)點(diǎn)程序執(zhí)行完JZS_vStartStack函數(shù)后，該節(jié)點(diǎn)就以一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的身份開(kāi)始工作。需要指出的是，如果傳感器節(jié)點(diǎn)是一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)，那么還會(huì)在JZS_Startstack函數(shù)中，設(shè)置一些參數(shù)，使之具備消息轉(zhuǎn)發(fā)的能力。匯聚節(jié)點(diǎn)在硬件初始化時(shí)，設(shè)置了UART串口參數(shù)，在執(zhí)行JZS_Startstack函數(shù)啟動(dòng) ZigBeestaek時(shí)，試圖發(fā)起一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)調(diào)器的角色開(kāi)始工作。在匯聚節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)ZigBee stack過(guò)程中，會(huì)通過(guò)NLMENETWORKFORMATION原語(yǔ)試圖發(fā)起一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。該原語(yǔ)由其應(yīng)用層生成，發(fā)送給它的網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體，請(qǐng)求初始化設(shè)備，使之成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。然后，匯聚節(jié)點(diǎn)的MAC層在第16信道上執(zhí)行主動(dòng)掃描，進(jìn)行能量檢測(cè)，形成一個(gè)具有唯一網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。最后。當(dāng)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)起網(wǎng)絡(luò)成功后，就會(huì)允許其他節(jié)點(diǎn)的加入。為了使設(shè)計(jì)完成的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的需求，傳感器節(jié)點(diǎn)可隨時(shí)加入或脫離己形成的網(wǎng)絡(luò)。為達(dá)到這一目的，在程序編寫(xiě)過(guò)程中，專門編寫(xiě)了網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)管理程序。 第五章 地鐵站溫度檢測(cè)系統(tǒng)的仿真 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立硬件設(shè)施：一臺(tái) PC機(jī)、一個(gè)ZigBee主協(xié)調(diào)器、一個(gè) ZigBee終端節(jié)點(diǎn)。軟件調(diào)試：IAR Embedded Workbench for MCS51 Evaluation 雙節(jié)點(diǎn)實(shí)物圖 測(cè)試結(jié)果分析在實(shí)驗(yàn)的編程中，終端節(jié)點(diǎn)采集得到溫度數(shù)據(jù)，但由于DS18B20的最小位為2的副四次方。故而采集到的數(shù)據(jù)需要乘625倍得到實(shí)時(shí)溫度。 LCD12864液晶屏顯示測(cè)驗(yàn) 終端節(jié)點(diǎn)溫度采集測(cè)驗(yàn) 數(shù)據(jù)傳輸后的液晶屏演示溫度總結(jié)與展望本文首先分析了地鐵站溫度檢測(cè)的發(fā)展進(jìn)程與研究現(xiàn)狀，根據(jù)發(fā)展趨勢(shì)提出了無(wú)線傳輸?shù)臏囟葯z測(cè)方法，再通過(guò)對(duì)幾種當(dāng)前比較流行的無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行對(duì)比后，提出了基于ZigBee技術(shù)的地鐵站溫度檢測(cè)系統(tǒng)這一設(shè)計(jì)方案，并從硬件設(shè)計(jì)到軟件編程都做了比較詳細(xì)的介紹。 詳細(xì)講解了ZigBee技術(shù)的有關(guān)知識(shí)，包括ZigBee協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及協(xié)議棧的框架結(jié)構(gòu)等等，并分析了ZigBee技術(shù)的應(yīng)用前景。 對(duì)數(shù)字式溫度傳感器DS18B20做了詳細(xì)介紹，包括其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用原理、技術(shù)特點(diǎn)等等。 實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度采集終端的設(shè)計(jì)，從電路原理、硬件的搭建到軟件的實(shí)現(xiàn)都作出了細(xì)致的描述。 完成了基于ZigBee的地鐵站溫度檢測(cè)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)地鐵站實(shí)現(xiàn)了溫度的采集，并對(duì)數(shù)據(jù)做出了合理分析。隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)備無(wú)線化已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)延續(xù)了這一趨勢(shì)，將傳統(tǒng)的有線式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線傳輸?shù)姆绞?，?shí)現(xiàn)了基于射頻網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。但是由于時(shí)間有限，本論文的設(shè)計(jì)還存在著以下幾點(diǎn)不足有待改進(jìn)： 在構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由于缺少溫度采集終端，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)樹(shù)簇狀的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在今后的研究中，要增加節(jié)點(diǎn)數(shù)，測(cè)試樹(shù)簇狀網(wǎng)絡(luò)通信的流暢性。 上位機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)以簡(jiǎn)潔為主，并沒(méi)有考慮對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。所以在今后的 學(xué)習(xí)中要對(duì)上位機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，使其具有歷史數(shù)據(jù)查詢、存儲(chǔ)等功能。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：.[2] 城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京：.[3] 周僧頗,凌志浩,[J].自動(dòng)化儀表,26（6）：59.[4] 劉靜，[J].單片機(jī)與嵌入式應(yīng)用，2007，（1）：5661.[5] 張軍國(guó)，李文彬，[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(4):4145.[6] [D].黑龍江大學(xué).[7] [J].物聯(lián)網(wǎng),2011,(6):6671.[8] 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