【正文】 最后，誠摯地感謝為評閱本文而付出辛勤勞動的各位老師們工作順利，身體健康。從論文選題、設(shè)計思路、硬件提供、軟件設(shè)計和論文總體把握及最后審閱、修改等，朱老師都給了我莫大的幫助，在此向朱老師表示最衷心的感謝和最崇高的敬意。 對無線溫度采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計。 對 TI 公司的 ZStack 協(xié)議棧做了深入的研究和分析。 5）實驗結(jié)果：可以從終端的 lcd 以及通過串口連接到電腦上的協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)如下圖 圖 圖 5 總結(jié) 總結(jié) 本文主要研究基于 ZigBee 無線溫度采集系統(tǒng)，以 CC2530 為主芯片，以 TI 公司 Zstack 協(xié)議棧為平臺，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集，利用RS232 串口與上位機連接，并在上位機上觀測。 //提示接收到數(shù)據(jù) HalUARTWrite(0,amp。Point_To_Point_DstAddr, amp。 圖 在終端的點播發(fā)送函數(shù)中將溫度信息發(fā)送出去，代碼如下 ， 示 ： void SampleApp_SendPointToPointMessage( void ) { uint8 T[2]。 D /*******LCD 顯示 WEBEE*********/ HalLcdWriteString(The temp is:, HAL_LCD_LINE_3 )。\ 039。 39。 // 溫度 + + 提示符 Temp_test()。3） if defined ( LCD_SUPPORTED ) HalLcdWriteString( SampleApp, HAL_LCD_LINE_1 )。 // By default, all devices start out in Group 1 = 0x0001。 = noLatencyReqs。 = amp。 // 網(wǎng)蜂點對點通訊定義 = (afAddrMode_t)Addr16Bit。 // Setup for the flash mand39。 endif // Setup for the periodic message39。= 0xbf。 /***********串口初始化 ************/ MT_UartInit()。 圖 3） 在 void SampleApp_Init( uint8 task_id )中設(shè)置傳感器初始化引腳 和 修改尋址方式并添加入網(wǎng)控制函數(shù)。這就實現(xiàn)了無線溫度采集。)。 UartSend(temp/10+48)。 0 //DS18B20 的 的 o io 口初始化 } void main() { char data[5]=temp=。0x40)。 通過協(xié)議棧配置協(xié)調(diào)器和終端，在各功能節(jié)點的協(xié)議棧程序設(shè)計時，該協(xié)議棧采用統(tǒng)一的編寫方式，用宏定義語句：＃ ifdef、＃ def、＃ else 等語句區(qū)別各功能節(jié)點在各協(xié)議層中的操作通過這樣我們可以將協(xié)議棧看成一個整體，提高了協(xié)議棧的移植性。溫度傳感器如下圖： 圖 DS18B20溫度傳感器 CC2530 芯片 CC2530 包含一個 “增強型”的 8 位 8051 內(nèi)核和一個高性能的 GHz DSSS（直接序列擴頻）射頻收發(fā)器核心，它比標(biāo)準(zhǔn)的 8051速度更快、性能更高。 協(xié)調(diào)器 上位機監(jiān)控 RS232 ZigBee RF ZigBee RF ZigBee RF ZigBee RF 圖 協(xié)調(diào)器 終端 就是協(xié)調(diào)器的簡易版，由于終端盡量減少功耗，需去掉不必要的組件，所以只要電源、 CC25傳感器接口、 JTAG 和 LED 模塊就可以了。協(xié)調(diào)器主要負責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)，接收來自終端采集的數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送到上位機上；終端主要負責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集、存儲和發(fā)送數(shù)據(jù)到協(xié)調(diào)器；上位機顯示收集的數(shù)據(jù)溫度，把各個節(jié)點收集來的數(shù)據(jù)更直觀的展示在用戶面前，并且可以顯示所有溫度數(shù)據(jù)的地址，以及溫度的變化趨勢。 //序列號 uint16 DataLength。 //是否使用安全模式 uint32 timestamp。 //源地址 byte endPoint。 typedef struct { osal_event_hdr_t hdr。 消息發(fā)送與接收函數(shù) 在 ZStack 中，如果給一個節(jié)點發(fā)送消息，發(fā)送函數(shù)如下： if ( AF_DataRequest( amp。在程序中地址模式設(shè)定為 afAddrGroup。在 ZStack中的尋址方式可以這樣來設(shè)置： =(afAddrMode_t)AddrB roadcast。//點播 = SAMPLEAPP_ENDPOINT。這也是 ZigBee 通信的基本方式 。對于可以建立綁定關(guān)系的兩個節(jié)點，它們的 Cluster 的屬性必須一個是 “ 輸入 ” ，一個是 “ 輸出 ” ，而且 ClusteID 值相等，只有這樣，它們才能建立綁定，在 直接尋址方式中，常用 ClusterID 作為參數(shù)，數(shù)據(jù)或命令發(fā)送到與之相應(yīng)地址的 Cluster 上。通常， ZigBee 節(jié)點的 IEEE 地址是固定的，被寫在節(jié)點的 EEPROM 中，這個作為 ZigBee節(jié)點的參數(shù)一般會被標(biāo)示在節(jié)點上。 間接通信：指各個節(jié)點通過端點綁定建立連接，這種方式不需要知道目的地址信息，這其中包括 IEEE 地址或網(wǎng)絡(luò)短地址， ZStack底層會自動從棧的綁定表中查找目地設(shè)備的具體網(wǎng)絡(luò)地址并將其發(fā)送出去。 7）端點：端點（ Endpoint）是一種網(wǎng)絡(luò)通信中的數(shù)據(jù)通道，每一個設(shè)備都被看做一個節(jié)點，每個節(jié)點都有物理地址和網(wǎng)絡(luò)地址，長地址和短地址可供其他設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的目的地址，每個設(shè)備都有 241個端點，而 0 端點保。 解除綁定：只需要發(fā)送一個請求給協(xié)調(diào)器移除綁定，協(xié)調(diào)器通過解除綁定信息來響應(yīng)移除請求。 終端設(shè)備綁定：通過協(xié)調(diào)器來實現(xiàn)，綁定的雙方要同時向協(xié)調(diào)器發(fā)送綁定請求，通過協(xié)調(diào)器調(diào)用 ZDO_RegisterForZDOMsg()函數(shù)在應(yīng)用層注冊綁定請求，需綁定的設(shè)備調(diào)用綁定請求函數(shù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器調(diào)用終端邦定處理函數(shù)處理綁定請求，然后協(xié)調(diào)器反饋信息給綁定設(shè)備。綁定允許應(yīng)用程序發(fā)送一個數(shù)據(jù)包并且、不需要知道目標(biāo)地址。描述符信息可以被網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備獲取。 4）描述符： ZigBee 網(wǎng)絡(luò)每一個設(shè)備都有一些描述符，來描述設(shè)備類型和應(yīng)用方式。設(shè)備的 PANID 值與 ZDAPP_CONFIG_PAN_ID 值的設(shè)置有關(guān)。 ZStack 開發(fā)的一些基本概念 1）設(shè)備類型：在 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中有三種邏輯設(shè)備類型：協(xié)調(diào)器（ coordinator） ,路由器（ router），終端設(shè)備（ enddevece）。 } 操作系統(tǒng)專門為所有事件創(chuàng)建了一個數(shù)組 tasksEvents[]，每一個 項目 對應(yīng)存放著每一個任務(wù)的所有事件。 events = (tasksArr[idx])( idx, events )。 HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState)。 // This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer(). do { if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready. { break。 !defined ( UBIT ) for(。 這個函數(shù)是個死循環(huán)，沒有返回值，是輪詢操作系統(tǒng)的主體。 9） Zmain：主函數(shù)目錄，包含一些硬件配置文件和入口函數(shù)。Services：安全服務(wù)層目錄，這個文件包含安全和服務(wù)層的處理函數(shù)。不過， Zstack 協(xié)議棧更詳細，部分層的功能和名稱如下： 1） APP：應(yīng)用層目錄，用戶可以根據(jù)自己的要求，在這個目錄中添加自己的任務(wù)，這個目錄里面包括了應(yīng)用層的大部分內(nèi)容，而我們要實現(xiàn)一項功能通常通過操作任務(wù)來實現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)中，全功能設(shè)備可以作為可以作為協(xié)調(diào)器，路由器或終端設(shè)備。星型網(wǎng)絡(luò)是由一個協(xié)調(diào)器和多個終端組成，都只能與協(xié)調(diào)器通信。 4） 應(yīng)用層：主要包括三部分： APS、 ZDO、 AF。大多數(shù)層都數(shù)據(jù)服務(wù)接口和管理服務(wù)接口。 6）工作頻段靈活：使用世界通用的 ，在歐洲使用 868MHz，在美國使用 915MHz，都是免費的。 2） 功耗低：在低耗電的待機模式下，兩節(jié)普通的 5 號電池可以維持一年以上 ，這也是為什么會更受歡迎。除了在現(xiàn)在的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、醫(yī)療、軍事的運用，還會在更多新興領(lǐng)域中運用發(fā)展，如智能家居、交通、空間探索等，最后是的萬物聯(lián)網(wǎng)，也就是我們今天所說的物聯(lián)網(wǎng)。 2）網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點的壽命問題。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運用在智能家居可以解決這一問題，通過在家電和家具中嵌入傳感器節(jié)點，通過無線網(wǎng)絡(luò)和 Inter 連接在一起，可以提高人們的生活質(zhì)量，是 生活更加舒適、方便。如森林環(huán)境監(jiān)測、土壤的酸堿度、空氣的溫濕度、動物的活動等 2）醫(yī)療護理 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也可以應(yīng)用在醫(yī)療研究、護理領(lǐng)域，包括對人體各項生理指標(biāo)的監(jiān)測，醫(yī)藥的管理等。它們只需要很少的能量，就可以把數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，而且可以實現(xiàn)它們之間的組網(wǎng)，實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式、低功耗、自組織的特點。 無線傳感器網(wǎng)路與 ZigBee 的關(guān)系 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與 ZigBee 技術(shù)之間的關(guān)系可以從兩方面進行分析：第一，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：第二，應(yīng)用。 2020 年 12 月， Chipcon 公司推出內(nèi)嵌定位引擎的芯片 CC2431。 ZigBee 模塊與移動網(wǎng)絡(luò)基站相似，通信距離從幾十米到幾百米，并支持無限擴展。由于傳感器節(jié)點是隨機分布的，節(jié)點編號和節(jié)點沒有必然的聯(lián)系。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的多跳路由是通過網(wǎng)關(guān)和路由器來實現(xiàn)，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多跳級路由是由普通節(jié)點完成的。要實現(xiàn)上述功能，網(wǎng)絡(luò)必須具備自