【正文】 和相應的SREQ 命令設置為相同的值。SRSP 的長度一般不為零，因此長度等于0 的SRSP 命令用于表示一個錯誤。l 4 到7 ：保留。子系統(tǒng)：命令的子系統(tǒng)。值如表 36所示：表 36 子系統(tǒng)值Table 36 Subsystem values子系統(tǒng)值子系統(tǒng)名稱0 保留1 系統(tǒng)接口2 保留3 保留4 應用框架接口5 設備對象接口6簡單API 接口732保留編號：命令的ID。ID映射到一個特定的接口信息。值范圍：0到255。數(shù)據(jù)：幀的數(shù)據(jù)。這取決于命令字段。在SPI事務處理和電源管理中需要用到MRDY和SRDY兩個信號。MRDY表示主設備準備好，當主處理器有數(shù)據(jù)準備發(fā)送給CC2480時，設置這個信號（低電平有效）。SRDY表示從設備準備好，當CC2480準備接收或發(fā)送數(shù)據(jù)時，設置這個信號。當設置為低電平，表示CC2480準備接收數(shù)據(jù)。當在一個SPI POLL或SREQ傳輸期間設置為高電平，表示CC2480準備發(fā)送數(shù)據(jù)。當在一個SPI AREQ傳輸期間設置為高電平，表示CC2480準備接收數(shù)據(jù)[35]。圖 333顯示了主處理器發(fā)送給CC2480 的POLL 命令，用于檢索隊列數(shù)據(jù)。圖 333 POLL命令時序圖Fig 333 Timing diagram of POLL mand下面是發(fā)生在主處理器和CC2480 之間的一系列事件：1 、CC2480 要發(fā)送數(shù)據(jù)到主處理器，應首先設置SRDY 為低電平，準備接收POLL命令。2 、主處理器檢測到SRDY 為低電平，設置MRDY 為低電平。準備POLL 命令，開始數(shù)據(jù)傳送。3 、主處理器發(fā)送數(shù)據(jù)，直到這一幀發(fā)送結束。4 、CC2480 接收數(shù)據(jù)，直到這一幀發(fā)送結束。5 、主處理器等待SRDY 變?yōu)楦唠娖健? 、CC2480 準備傳送AREQ 幀。當準備傳送時設置SRDY 為高電平。7 、主處理器讀取到SRDY 為高電平時，開始接收數(shù)據(jù)。8 、主處理器接收數(shù)據(jù)，直到這一幀接收結束。9 、CC2480 發(fā)送數(shù)據(jù)，直到這一幀發(fā)送結束。10 、主處理器接收完整的一幀后，設置MRDY 為高電平。圖 334顯示了主處理器發(fā)送給CC2480 的SREQ 命令。圖 334 SREQ命令時序圖Fig 334 Timing diagram of SREQ mand下面是發(fā)生在主處理器和CC2480 的一系列事件：1 、主處理器要發(fā)送一個SREQ 幀，首先要設置MRDY 為低電平，等待SRDY 變?yōu)榈碗娖健? 、CC2480 接收到MRDY 的下降沿時，設置SRDY 為低電平準備接收數(shù)據(jù)。3 、主處理器讀到SRDY 為低電平之后，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。4 、主處理器發(fā)送數(shù)據(jù)，直到這一幀結束。5 、CC2480 接收數(shù)據(jù)，直到這一幀結束。6 、主處理器等待SRDY 變?yōu)楦唠娖健? 、CC2480 處理SREQ 命令，并執(zhí)行功能。8 、CC2480 準備SRSP 幀，設置SRDY 為高電平，準備發(fā)送數(shù)據(jù)。9 、主處理器讀到SRDY 為高電平時，開始接收數(shù)據(jù)。10 、主處理器接收數(shù)據(jù)，直到這一幀結束。11 、CC2480 發(fā)送數(shù)據(jù)直到這一幀結束。12 、主處理器接收完整的一幀后，設置MRDY 為高電平。圖 335顯示了主處理器發(fā)送給CC2480 的AREQ 命令。圖 335 AREQ命令時序圖Fig 335 Timing diagram of AREQ mand下面是發(fā)生在主處理器和CC2480之間的一系列事件：1 、主處理器要發(fā)送一個AREQ幀，首先要設置MRDY為低電平，等待SRDY變?yōu)榈碗娖健? 、CC2480接收到MRDY的下降沿之后，設置SRDY為低電平，準備接收數(shù)據(jù)。3 、主處理器讀到SRDY的低電平，開始傳輸數(shù)據(jù)。4 、主處理器傳送數(shù)據(jù)，直到這一幀結束。5 、CC2480接收數(shù)據(jù)，直到這一幀結束。6 、主處理器等待SRDY變?yōu)楦唠娖健? 、CC2480接收完整的一幀后，設置SRDY為高電平。8 、主處理器讀到SRDY為高電平，設置MRDY為高電平。系統(tǒng)上電后，應用程序應通過以下步驟實現(xiàn)對CC2480的初始化：1 、主處理器設置CC2480的RESET_N引腳為低電平，保持CC2480在復位狀態(tài)。2 、主處理器設置可選的CC2480 的CFG0和CFG1引腳。3 、主處理器初始化SPI接口。4 、主處理器設置CC2480的RESET_N引腳為高電平，CC2480開始運行。5 、CC2480發(fā)送一個SYS_RESET_IND信息給主處理器。當使用SPI傳輸時，CC2480將設置SRDY為低電平，以表示信息可以使用，主處理器應該檢索該信息。6 、主處理器接收SYS_RESET_IND信息。如果CC2480設備被配置為一個終端設備（并且使用SPI 傳輸），在主處理器從CC2480中檢索到SYS_RESET_IND信息之后，它將自動進入低功耗狀態(tài)。主處理器也可以發(fā)送一個SYS_RESET_REQ 命令使CC2480復位，但使用RESET_N引腳復位CC2480更快更可靠。CC2480上電之后，主處理器應該根據(jù)其應用程序的需要來配置它。根據(jù)復位原因和需要配置CC2480的參數(shù)，確切的配置順序可以不同。下面描述了一些常用的配置順序。當主處理器第一次上電時的典型的配置順序：l 在主處理器上電順序之間復位CC2480 設備l 接收SYS_RESET_INDl 配置設備類型，復位CC2480l 再次接收SYS RESET INDl 如果有必要，配置其它參數(shù)l 設置ZCD_NV_STARTUP_OPTION為0x02如果CC2480意外復位，主機希望它在任一個網(wǎng)絡中像之前一祥繼續(xù)運行（這也可能是因為主機意外復位，并在它的啟動順序中，導致CC2480復位）。l 接收SYS_RESET_INDl 設置ZCD_NV_STARTUP_OPTION為0x00如果CC2480設備已經(jīng)在一個網(wǎng)絡中運行，主機希望清除它的狀態(tài)，而且有可能配置一些參數(shù)，并進入一個新的網(wǎng)絡。l 配置設備類型（如果有必要），且復位CC2480l 接收SYS_RESET_INDl 如果有必要，配置其它參數(shù)l 設置ZCD_NV_STARTUP_OPTION為0x02主機希望清除CC2480的所有配置，把它們恢復到默認狀態(tài)。l 設置ZCD_NV_STARTUP_OPTION為0x01，復位CC2480l 接收SYS_RESET_IND主處理器必須知道CC2480設備的狀態(tài)及其配置，以便于它可以正確運行。建議把這個狀態(tài)參數(shù)本身存儲在非易失性存儲器中，以便于主處理器的復位不會導致CC2480 的狀態(tài)信息的丟失。配置CC2480設備之后，主處理器應該登記其應用程序，然后開始運行ZigBee協(xié)議棧。主處理器可以通過ZB_APP_REGISTER_REQUEST或AF_ REGISTER命令登記其應用程序。前者用于登記使用簡API接口的應用程序。后者用于登記使用完全AF和ZDO接口的應用程序。登記應用程序之后，主處理器發(fā)出ZB_START_REQUEST命令來啟動CC2480設備的ZigBee協(xié)議棧。一旦ZigBee協(xié)議棧成功啟動（以一個成功的ZB_START_CONFIRM表示）， CC2480就是ZigBee網(wǎng)絡的一部分。主機處理器現(xiàn)在可以發(fā)出命令執(zhí)行發(fā)現(xiàn)、綁定和發(fā)送接收數(shù)據(jù)包。 ZigBee設備的地址分配所有的ZigBee設備都具有唯一的64位IEEE地址（長地址）以及可分配的16位短地址。在局域網(wǎng)內一般采用短地址，這樣既可以縮小數(shù)據(jù)包的大小，同時還可以縮短數(shù)據(jù)在設備之間的傳送時間，從而減小電量消耗。短地址范圍由三個棧參數(shù)確定，即ZigBee網(wǎng)絡的最大深度，每個路由器能最多連接子設備的數(shù)目，每個路由器能最多連接子路由器的數(shù)目。同時，這三個棧參數(shù)也確定了網(wǎng)絡的整體結構[36]。Zigbee有兩種地址分配方式：隨機分配機制和分布式分配機制。隨機分配機制是指地址隨機選擇。當一個設備加入網(wǎng)絡時用的是IEEE地址，其父設備應選擇一個尚未分配過的隨機地址。一旦設備已分配到一個地址，它將應予以保留，除非它收到其地址與另一個設備沖突的聲明。分布式分配機制下，協(xié)調器在建立網(wǎng)絡以后使用0x0000做為自己的短地址。在路由器和終端加入網(wǎng)絡以后，使用父設備給它分配的16位的短地址來通信。地址的分配取決于整個網(wǎng)絡的架構，整個網(wǎng)絡的架構由以下3個值決定：l 網(wǎng)絡的最大深度()；l 每個父親設備最多擁有的孩子數(shù)()；l 上述孩子設備當中最多有幾個是路由器()。位于深度的某父親設備的路由器子設備之間的地址間隔可根據(jù)以下公式計算得出[37]：……………式（312）該公式用于計算位于深度的父親設備所分配的子路由器之間的短地址間隔。設為父親設備的地址，是該父親設備所分配的第個路由器設備的地址，為該父親設備分配的第個終端設備的地址。則路由器地址計算公式如下：…………………式（313）終端地址計算公式如下：……………………式（314）假設有一個Zigbee網(wǎng)絡，最大深度為3，每個父親的最大孩子數(shù)是5，在孩子當中路由器最大數(shù)量是3。地址分配結果如圖 336所示：圖 336 ZigBee設備地址分配Fig 336 Address distribution of ZigBee device、這3個值一旦確定，整個網(wǎng)絡設備的地址就隨之確定下來。所以一旦知道某設備的短地址就可以計算出它的設備類型和它的父設備地址。CC2480內含ZigBee2006協(xié)議棧，且ZigBee2006協(xié)議規(guī)范采用分布式地址分配機制，因此CC2480的地址分配服從該機制。CC2480的網(wǎng)絡最大深度限制為6，即從協(xié)調器到網(wǎng)絡中任何設備的跳數(shù)最多為6。每個路由器設備（或協(xié)調器設備）可以多達20個子節(jié)點，在這些子節(jié)點中，多達6個可以作為路由器，14個可以作為終端設備。另外，如果終端設備是便攜式的，并且可以在網(wǎng)絡內移動，它可以作為多個路由器設備的子節(jié)點。 ZigBee與WiFi的網(wǎng)關設計本文的無線通信系統(tǒng)采用ZigBee與WiFi相結合的方法。雖然WiFi相對ZigBee能耗較高，且不支持多跳傳輸，但其數(shù)據(jù)帶寬較高[37]。因此，WiFi作為協(xié)調器與服務器之間的接入手段，既克服了布線帶來的成本和繁瑣工作，同時也為多個同時存在的ZigBee網(wǎng)絡提供了較高的接入帶寬。ZigBee網(wǎng)絡與WiFi網(wǎng)絡之間的轉換是通過串口轉WiFi設備來實現(xiàn)的，本系統(tǒng)選用了Boc公司的設備Secure iWiFi來實現(xiàn)這一功能，實物如圖 337所示。圖 337 串口轉WiFi設備Secure iWiFiFig 337 Serial to WiFi device Secure iWiFiSecure ，使主處理器設備和網(wǎng)絡間加密連接。提供了一個安全的SSL3/TLSI Socket，支持10個主動TCP/UDP Socket，2個偵聽Socket；1個帶兩個網(wǎng)站的Web服務器、SMTP和POP3客戶端、MIME附件、FTP和Telnet客戶端、和SerialNET模式的 “串口IP” 網(wǎng)橋。串口轉WiFi設備Secure iWiFi最大傳輸速率為1Mbps，它有兩種工作模式。一種為即插即用的透明傳輸模式，易于應用，但只支持一對一的連接；另一種模式需要利用AT指令進行操作，靈活性較強，最多可建立10個連接，2個監(jiān)聽端口，但較為繁瑣。Secure iWiFi在進入SerialNET（透明傳輸）模式后，在重新上電后還會自動進入 SerialNET 模式，并且會自動連接已設定好的服務器（HSRV），或者自動建立偵聽端口（LPRT）。這樣的話可以最小程度的減少對主機程序的更改，實現(xiàn)即插即用（plugandplay）。SerialNET模式的優(yōu)點就在于此，但同時該模式也存在其局限性。作為客戶端時，服務器（HSRV）是預先設定好的，只能支持同時與一個服務器進行自動連接；作為服務器時，偵聽端口（LPRT）也是預先設定好的，只能支持同時與一個客戶端進行自動連接。因此，SerialNET模式無法支持多臺PC同時通過互聯(lián)網(wǎng)與Secure iWiFi進行連接。為了實現(xiàn)多點遠程訪問和控制，可專門建立一臺服務器，向下與Secure iWiFi進行透明傳輸，向上提供遠程服務。同時，數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)分析、處理等高級操作也可以在此服務器上完成[38]。在非SerialNET 模式下，Secure iWiFi可以通過AT+i指令進行配置和操作。在該模式下，最多可同時建立10個TCP/IP連接（作為客戶端），或者2個監(jiān)聽端口（作為服務器），并且最多也只能與這2個監(jiān)聽端口建立10個連接。因此，AT+i指令模式最多支持10臺PC同時通過互聯(lián)網(wǎng)與Secure iWiFi進行連接。該模式相對SerialNET 模式更加靈活一些，但不及SerialNET 模式方便易用。由于本課題的應用中，現(xiàn)場服務器負責現(xiàn)場數(shù)據(jù)的存儲和管理，并接受各個客戶端的訪問。每個WiFi設備僅需要與現(xiàn)場服務器建立一對一的連接，因此可以采用透明傳輸模式，更加方便快捷。網(wǎng)絡結構如圖 338所示。圖 338 網(wǎng)絡結構圖Fig 338 Network structure ARM9處理器模塊ARM9處理器模塊是整個無線監(jiān)測單元的核心部分，數(shù)據(jù)的采集和無線收發(fā)都在它的控制下進行。另外，為了減少無線傳感器網(wǎng)絡的負載，振動信號經(jīng)過數(shù)據(jù)緩沖FIFO之后，還需要通過SPI接口傳遞給主處理器AT91SAM9260，進行信號處理及特征提取等操作。 硬件結構ARM9處理器模塊基于ATMEL的AT91SAM9260構建，板載高速、大容量SDRAM、Flash存儲器、帶后備鋰電池的RTC、10M/100M 自適應工業(yè)以太網(wǎng)接口、多路RS232/RS485接口，多個GPIO可用于數(shù)字量的輸入/輸出功能，（12M