【正文】 輸?shù)臄?shù)據(jù)，報(bào)頭區(qū)是為了正確傳輸數(shù)據(jù)而加的各種控制信息。 當(dāng)監(jiān)控機(jī)(PC機(jī))收到一個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀時(shí)，數(shù)據(jù)就開始從協(xié)議棧中由底向上升，同時(shí)去掉各層協(xié)議加上的報(bào)文首部。每層協(xié)議盒都要去檢查報(bào)文首部中的協(xié)議標(biāo)識，以確定接收數(shù)據(jù)的上層協(xié)議，IP協(xié)議盒里要處理的有ARP、ICMP，還有上層的UDP和TCP。IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的部分代碼如下：*(TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADEIUTART+0)=SwapWord(Ip_Edition)；／／IP版本，SwapWord0交換高低字節(jié)，改為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序*(TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADER_START+1)=SwapWord(RecdlpFrameLenth*2)；／／收到的IP幀長度*(TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADER_jTART+2)=SwapWord(0)；。*(TxEtlmetFrameBuffer+IP_HEADER_START+3)2SwapWord(0)；*(TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADER_START+4)=SwapWord((DEFUALT_TTL8)IPROTOCOL二_ICMP)；*(TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADER_START+5)=0；memcpy((TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADER_START+6)，amp。MylP,2)；／／把數(shù)據(jù)處理模塊的m地址給源口地址memepy((TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADEIUTART+8)，amp。ReedFrameIP,2)；／／把收到幀的口地址給目的P地址CalcCkSum=CalcCheckSum((TxEthnetFrameBuffer+IP_HEADER_START)，IP_HEADER_SIZE，O，O)；if(!CalcCkSum)CalcCkSum=OxFFFF；*(TxEthnetFrameBuffer+IP ．．HEADER START+5)=CalcCkSum；6．2．4 ICMP協(xié)議的實(shí)現(xiàn) IClVIP是TCP／IP協(xié)議集中的一個(gè)子協(xié)議，屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。IP傳遞的數(shù)據(jù)報(bào)可能會由于通信線路阻塞、計(jì)時(shí)器超時(shí)、處理機(jī)故障等多種原因而無法送達(dá)。為了讓互聯(lián)網(wǎng)能報(bào)告有關(guān)的情況信息，特別在TCP／IP協(xié)議系列中加入了一個(gè)專門用于發(fā)送差錯(cuò)報(bào)文的協(xié)議——互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議(Intemet ControlMessage Protocol，ICMP)。 ICMP都以相同的二個(gè)字節(jié)開始：一個(gè)8位整數(shù)的報(bào)文類型字段用來識別報(bào)文；一個(gè)8位代碼字段提供有關(guān)報(bào)文類型的進(jìn)一步信息，另外，還要加上一個(gè)16位的校驗(yàn)和字段。ICMP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的部分代碼如下：*(TxEthnetFrameBuffer+ICMP_HEADERSTART+0)=SwapWord(ICMP_ECHO_REPLY8)；／／回顯回答*(TxEthnetFrameBuffer+ICMP_HEADER,_START+1)=0；memcpy((TxEthnetFrarneBuffer+ICMP_HEADER_START+2)，(RxEthnetFrameBuffer+RTL8019_HEADER_SIZE+ICMP_HEADEILSTART+2)，ICMPDataCount)；CalcCkSum=CalcCheckSum((TxEthnetFrameBuffer+ICMP_HEADER_START),(ICMPDataCount+ICMP_HEADER_SIZE)，0，0)；if(!CalcCkSum)CalcCkSum=0xFFFF；*(TxEthnetFrameBuffer+ICMP_HEADEILSTART+1)=CalcCkSum；TxFrameSize=ETH—HEADER—SIZE+IP—HEADER。SIZE+ICMP—HEADER—SIZE+ICMPDataCount； ．在ICMP測試中，將監(jiān)控機(jī)的D地址設(shè)置為：192．168．1．40(掩碼地址默認(rèn))，在運(yùn)行上述程序后，在MS．DOS下查看數(shù)據(jù)處理模塊與監(jiān)控機(jī)連通情況，就可以得到如圖6．15所示的測試結(jié)果。同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)抓包軟件CaptureNetV3．12可以看到ICMP請求和應(yīng)答幀。6．2．5 TCP協(xié)議的實(shí)現(xiàn) TCP是面向連接的，提供可靠的字節(jié)流服務(wù)。面向連接意味著兩個(gè)使用TCP的應(yīng)用在彼此交換數(shù)據(jù)之前必須先建立一個(gè)TCP連接。當(dāng)TCP發(fā)出一個(gè)報(bào)文段后，就啟動一個(gè)定時(shí)器，等待目的端確認(rèn)收到這個(gè)報(bào)文段，如果不能及時(shí)收到一個(gè)確認(rèn)，將重發(fā)這個(gè)報(bào)文段。TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的部分代碼如下： *(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+0)=SwapWord(MY_TCP_POPT)；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+I)=SwapWord(TCPRemotePort)；WriteDWord((TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+2)，TCPSegNr)；WriteDWord((TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+4)，TCPAckNr)；／／確認(rèn) ．*(TxEthnetFrameBuffer+TCPHEADER_START+6)=SwapWord(0x70001TCP_CODE_svN)；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+7)=SwapWord(1024)；／／端口*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+8)=0；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+9)=0；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+10)=SwapWord(0x0204)；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+11)=SwapWord(MY_MAX_SEG_SIZE)；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+12)=SwapWord(0x0101)；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START+13)=SwapWord(0x0101)；CalcCkSum=CalcCheckSum((TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADER_START)，14，1，O)；if(!CalcCkSum)CalcCkSum=0xFFFF；*(TxEthnetFrameBuffer+TCP_HEADEILSTART+8)2CalcCkSum；TxFrameSize2ETH—HEADER—SIZE+IP_HEADER_SIZE+14；SendFrame(TxEthnetFrameBuffe39。r,TxFrameSize)；TCPPStatus=TCP_STATE_SYN_SENT； 將數(shù)據(jù)處理模塊作為主服務(wù)器，監(jiān)控機(jī)作為客戶端，這樣方便客戶搜集來自各個(gè)家庭中數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)，TCP連接實(shí)現(xiàn)后，可以通過TCP／IP測試軟件測試連接狀況，數(shù)據(jù)處理模塊的Ⅲ地址為：192．168．111，端口為：1028。 經(jīng)過了RTLS019AS網(wǎng)卡芯片驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)和TCP／IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理模塊就可以通過以太網(wǎng)控制器完成傳輸數(shù)據(jù)了。在數(shù)據(jù)發(fā)送前，就要對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議封裝：首先對原始數(shù)據(jù)添加TCP頭，包括源端口、目的端口、TCP數(shù)據(jù)長度和校驗(yàn)和四個(gè)字段，然后再添加IP頭(包括源IP地址、目的IP地址、IP數(shù)據(jù)長度、校驗(yàn)和等字段)，最后封裝以太網(wǎng)幀(包括目的MAC地址、源MAC地址和幀總長度)。其中源MAC地址為本地物理地址。數(shù)據(jù)包接收后，數(shù)據(jù)處理模塊要對其進(jìn)行拆解．將解包得到的IP地址與本地IP地址相比較，同時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)和驗(yàn)證。如果IP一致，則接收該數(shù)據(jù)包，否則丟棄它；如果校驗(yàn)和不『F確，則表示數(shù)據(jù)包傳輸過程中發(fā)生差錯(cuò)，也該丟棄該數(shù)據(jù)包，但不產(chǎn)生差錯(cuò)報(bào)文，而是由應(yīng)用層發(fā)現(xiàn)丟失的數(shù)據(jù)包并請求重傳。6．3本章小結(jié) 本章主要針對第3章、第4章的硬件完成了軟件設(shè)計(jì)。包括ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)過程中協(xié)議棧的初始化和從節(jié)點(diǎn)的添加，以及以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制芯片的驅(qū)動程序編寫和TCP／IP協(xié)議分層實(shí)現(xiàn)的程序編寫。7 總結(jié) 本文通過分析國內(nèi)外智能家居研究的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合國內(nèi)智能家居未來發(fā)展的廣闊前景以及實(shí)際需求，提出了一種智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。分別從系統(tǒng)功能介紹、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等方面分析了ZigBee技術(shù)在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。將ZigBee技術(shù)應(yīng)用于智能家居中，實(shí)現(xiàn)了快速率、低成本、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)通信。通過將傳統(tǒng)傳感器報(bào)警系統(tǒng)和圖像監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，形成了新型的智能安防系統(tǒng)。用戶可以通過手機(jī)或PC機(jī)接收MMS信息，根據(jù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程手機(jī)設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)靈活、便捷的家庭安全監(jiān)控。一方面，主要是利用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)在家居監(jiān)控中不受家居布局影響的獨(dú)到的傳輸優(yōu)勢，設(shè)計(jì)了比較符合日常家用的ZigBee無線模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和基本的電器電源開關(guān)，并由此搭建了星型無線傳感網(wǎng)絡(luò)。文章中從ZigBee技術(shù)中最核心的協(xié)議棧入手，然后基于芯片CC2430完成了無線模塊的硬件設(shè)計(jì)，并IAREmbeddedWorkbenchIDE編譯軟件環(huán)境下完成了網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器組網(wǎng)到從節(jié)點(diǎn)(終端節(jié)點(diǎn))添加進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的軟件程序編寫，最后實(shí)現(xiàn)了通信。另一方面，基于DSPTMS320F2812設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)處理模塊，負(fù)責(zé)對ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并完成數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)控制器傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)上，期間還為數(shù)據(jù)處理模塊移植了I_tc／os．II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，為后續(xù)應(yīng)用程序開發(fā)做準(zhǔn)備。這部分中，主要工作是硬件設(shè)計(jì)和在CCS2．0編譯環(huán)境下完成RTL8019AS網(wǎng)卡驅(qū)動程序編寫，并最終實(shí)現(xiàn)TCP／IP通信。 本文所作設(shè)計(jì)由于時(shí)間和本人水平有限，以及對于智能家居監(jiān)控系統(tǒng)市場的實(shí)際調(diào)查不夠充分，因此可能在設(shè)計(jì)的細(xì)部上考慮的還不夠周到，所以還有很多后續(xù)的研究需要繼續(xù)開展下去。 8參 考 文 獻(xiàn)【1】中國智能家居信息網(wǎng)(．ezhome．on)．了解國外智能家居品牌叨．?dāng)?shù)字社區(qū)amp。智能家居，2007(4)【2】宋倩．基于電力線通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)【D】．中國電力科學(xué)研究院，2003【3】【4】Design and Realization of Smart Home System Based on ZigBee 作者: Wang, JianPing。 Feng, HongYu。 Li, YanCui【5】史寧．基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺的研究與實(shí)現(xiàn)【D】．吉林大學(xué)，2007【6】6趙琳．透析智能家居市場叨．中國安防，2007(3)：75~79【7】李文仲，段朝玉等編著．短距離無線數(shù)據(jù)通信入門與實(shí)戰(zhàn)tM]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006【8】Design and realization of smart home system based on ZigBee 基于zigbee技術(shù)的智能家居設(shè)計(jì)與識別系統(tǒng)Wang, JianPing (School of Information Engineer, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, Henan 453003, China)。 Feng, HongYu。 Li, YanCui 【9】【10】張周．ZigBee技術(shù)研究及其在智能家居中的應(yīng)用[D】．廈門大學(xué)，2008【11】ZigBeeSpecificationZigBeeDocument053474r06，Version1．0．pdf【12】李文仲，段朝玉等編著．ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)AfJ與實(shí)戰(zhàn)【M】．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007【13】電子技術(shù)應(yīng)用, Application of Electronic Technique,2005年09期，周游； 方濱； 王 普； 致 謝本設(shè)計(jì)（論文）主要是在前人的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)后完成的，感謝所有為此做出研究的人員。最后，感謝父母朋友和老師的支持。