【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(kāi)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(shí)，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(zhǎng)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(huì)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(wú)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(mén)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(kāi)始：一個(gè)8位整數(shù)的報(bào)文類型字段用來(lái)識(shí)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(cè)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(cè)試結(jié)果。同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)抓包軟件CaptureNetV3．12可以看到ICMP請(qǐng)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(dòng)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(lái)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(guò)TCP／IP測(cè)試軟件測(cè)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(guò)了RTLS019AS網(wǎng)卡芯片驅(qū)動(dòng)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(guò)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(duì)待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議封裝：首先對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(guò)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(qǐng)求重傳。6．3本章小結(jié) 本章主要針對(duì)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(guò)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(dòng)程序編寫(xiě)和TCP／IP協(xié)議分層實(shí)現(xiàn)的程序編寫(xiě)。7 總結(jié) 本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外智能家居研究的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合國(guó)內(nèi)智能家居未來(lái)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信。通過(guò)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(guò)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(wú)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(shì)，設(shè)計(jì)了比較符合日常家用的ZigBee無(wú)線模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和基本的電器電源開(kāi)關(guān)，并由此搭建了星型無(wú)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(wú)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(xiě)，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(duì)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(guò)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(kāi)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(dòng)程序編寫(xiě)，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(duì)于智能家居監(jiān)控系統(tǒng)市場(chǎng)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(kāi)展下去。 8參 考 文 獻(xiàn)【1】中國(guó)智能家居信息網(wǎng)(．ezhome．on)．了解國(guó)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(kāi)發(fā)【D】．中國(guó)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)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(chǎng)叨．中國(guó)安防，2007(3)：75~79【7】李文仲，段朝玉等編著．短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信入門(mén)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(shí)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(mén)大學(xué)，2008【11】ZigBeeSpecificationZigBeeDocument053474r06，Version1．0．pdf【12】李文仲，段朝玉等編著．ZigBee無(wú)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。