【正文】 。 ③ 網(wǎng)絡(luò)自我修復(fù)能力。 ② 可擴(kuò)展性。人們只需要把設(shè)備上電就可以了。該系統(tǒng)具有以 下的優(yōu)勢(shì)： ① 系統(tǒng)安裝方便。 4． 3 功耗測(cè)試 作狀態(tài)和休眠狀態(tài)下，分別使用萬(wàn)用表測(cè)試網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗情況，測(cè)試結(jié)果如表 2 所列。 實(shí)驗(yàn)分析：在星形網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)試結(jié)果明顯差于單點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)傳輸方式。最后取得 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)的測(cè)試平均數(shù)作為數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)組建一個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，其中 1 個(gè)作為網(wǎng)關(guān)，其余 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)作為傳感器節(jié)點(diǎn)。若接收到數(shù)據(jù)包，則接收數(shù)據(jù)包數(shù)加 1，然后與發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)正確則正確包數(shù)加 1，反之錯(cuò)誤包數(shù)加 1。 測(cè)試方法：根據(jù) ZigBee 傳輸?shù)膸袷?，?shí)際傳輸總字節(jié)數(shù)為 (n+6)，即 (n+6)個(gè)字節(jié)為一個(gè)數(shù)據(jù)包。至此，組網(wǎng)過(guò)程和地址綁定過(guò)程完成。傳感器節(jié)點(diǎn)上電后， 4 個(gè) LED 在掃描信道的同時(shí)，輪詢點(diǎn)亮。 4 測(cè)試與驗(yàn)證 4． 1 組網(wǎng)測(cè)試 測(cè)試設(shè)備： 4 個(gè) MCl3192 ZigBee 芯片節(jié)點(diǎn)， 1 個(gè)作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其余 3 個(gè)作為傳感器節(jié)點(diǎn)。這些都可以通過(guò)控制模塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，控制模塊還可以對(duì)系統(tǒng)中的某個(gè)不需要的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行刪除操作。 ④ 控制模塊。在車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行到一定時(shí)期，可能需要對(duì)過(guò)去某一段時(shí)間的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的處理與深入的分析，以便對(duì)車載系統(tǒng)的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。當(dāng)用戶希望了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)建情況時(shí)，可以查看拓?fù)湫畔?，了解網(wǎng) 絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的加入和丟失情況。該模塊的作用是將節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)以波形的形式實(shí)時(shí)地進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)的方式是利用 MSChart 和 Timer 控件。根據(jù)以上要求，在 VB 環(huán)境下開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于對(duì)話框的應(yīng)用程序。顯示的目的是獲得被車載傳感器節(jié)點(diǎn)所監(jiān)控環(huán)境的初步情況，保存的目的是作為深入分析的數(shù)據(jù)樣本?；?μC ／ OSII 操作系統(tǒng)，分別構(gòu)建系統(tǒng)任務(wù) SYS_task()、 SMAC星型組網(wǎng)任務(wù) START_task()、網(wǎng)關(guān)和傳感器節(jié)點(diǎn)交互任務(wù) COMM_task()、 PC 臨控中心端口監(jiān)聽(tīng)任務(wù) SER_task()等一系列應(yīng)用任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)軟件的應(yīng)用功能。根據(jù)網(wǎng)關(guān)的功能需 求，將 μC ／ OSII、 SMAC 協(xié)議有機(jī)的結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的操作環(huán)境，用戶可以方便地在其基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。傳感器節(jié)點(diǎn)的工作流程如圖 4 所示。因此，傳感器節(jié)點(diǎn)應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)既 要盡量使各模塊處于休眠狀態(tài)，又要盡量減少喚醒 ZigBee 模塊的次數(shù)。 圖 3 軟件總體結(jié)構(gòu) 3． 2 傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) 基于系統(tǒng)長(zhǎng)期使用的功能需求，傳感器節(jié)點(diǎn)中軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是既能實(shí)現(xiàn)所需的功能，又能最大限度地減少傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗。應(yīng)用層通 過(guò)應(yīng)用層接口來(lái)調(diào)用協(xié)議層提供的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的管理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。系統(tǒng)平臺(tái)層通過(guò)協(xié)議層接口為協(xié)議層提供服務(wù)。系統(tǒng)平臺(tái)層建立在 μC ／ OSII 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上，為協(xié)議層提供系統(tǒng)服務(wù)。同時(shí)，定義了 3 個(gè) API 接口：系統(tǒng)層接口、協(xié)議層接口和應(yīng)用層接口。 SMAC 在不同硬件平臺(tái)的移植只需修改 PHY和 MAC 層，其上各層可以屏蔽硬 件差異直接運(yùn)行。 車載系統(tǒng)軟件由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)兩大部分組成，這兩部分都需要完成SMAC 協(xié)議的移植，并根據(jù)不同需要為上層通信應(yīng)用提供 API 接口函數(shù)。 圖 2 MC13192 與 MC9S08GB60 的硬件連接圖 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3． 1 軟件整體設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的核心，關(guān)鍵在于軟件的總體架構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)傳感器的控制信號(hào)可以從 MC13192 的天線接收進(jìn)來(lái)，通過(guò) SPI 傳送到MCU 上，經(jīng)過(guò) MCU 的判斷處理后通過(guò) GPIO 口傳送到傳感器上，完成對(duì)傳感器的控制。 MC13192 的中斷通過(guò) IRQ 引腳和中斷寄存器來(lái)判斷中斷類型。由傳感器輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò) MCU 的 8 通道 10 位 ADC 轉(zhuǎn)換后輸入到 MCU。 MC13192 的控制和數(shù)據(jù)傳送依靠 4 線串行外設(shè)接口 (SPI)完成，其 4 個(gè)接口信號(hào)分別是 MOSI、 MISO、 、SPICLK。 該處理器具有 60 KB 的應(yīng)用可編程 Flash、 4 KB 的 RAM、 8 通道的 10 位 ADC、 2個(gè)異步串行通信接口 (SCI)、 1 個(gè)同步串行外部接口 (SPI)以及 I2C 總線模塊，完全能夠滿足車載網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)對(duì)處理器的要求。它還具有一個(gè)優(yōu)化的數(shù)字核心，有助于降低 MCU 處理功率，縮短執(zhí)行周期。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2． 1 應(yīng)用芯片介紹 Freescale 公司的 MC13192 符合 IEEE 802． 15． 4 標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率是 2． 405～2． 480 GHz，數(shù)據(jù)傳 輸速率為 250kbps，采用 0QPSK 調(diào)試方式?？紤]到原始數(shù)據(jù)需要進(jìn)行后續(xù)的處理與深入的分析，才能對(duì)車載系統(tǒng)的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，軟件中還添加了數(shù)據(jù)文件形式的保存與數(shù)據(jù)文件回顯功能。 本系統(tǒng)用 PC 機(jī)作為監(jiān)控中心， PC 機(jī)上的監(jiān)控軟件在 VB 環(huán)境下開(kāi)發(fā)，是一個(gè)基于對(duì)話框的應(yīng)用軟件。節(jié)點(diǎn)在活躍期完成數(shù)據(jù)采集，向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行網(wǎng)關(guān)命令；在休眠期關(guān)閉無(wú)線射頻模塊以節(jié)省能量，直到下一個(gè)活躍期來(lái)臨。監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件與車載網(wǎng)關(guān)之間以 RS232 的接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。當(dāng)車載傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，車載網(wǎng)關(guān)進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)上傳到車載 監(jiān)控中心作進(jìn)一步處理。車載網(wǎng)關(guān)是整個(gè)車載系統(tǒng)的核心，可以和所有的車載傳感器節(jié)點(diǎn)通信。這樣設(shè)計(jì)的目的是用一個(gè)監(jiān)控主機(jī)端來(lái)檢測(cè)多個(gè)待測(cè)目標(biāo)環(huán)境，考慮到接入的數(shù)據(jù)吞吐量和軟件系統(tǒng)的復(fù)雜程度，采用時(shí)分復(fù)用的方式，逐個(gè)對(duì)網(wǎng)內(nèi)的終端采集點(diǎn)進(jìn)行控制采集。并能分別將各個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的所獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān) 通過(guò)串口將數(shù)據(jù)上傳到主機(jī)上，在主機(jī)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)波形顯示，并以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式加以保存，供后續(xù)數(shù)據(jù)處理。本文基于 IEEE 802． 15． 4 和 ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建車載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，逐步實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可控性，以提，高車載系統(tǒng)的安全性。 關(guān)鍵詞： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)； MC9S08GB60； MC13192 引言 為了滿足人們對(duì)車載安全性、操控性以及舒適性的要求，車載上集成了越來(lái)越多的電子系統(tǒng)。 in the dormant period off the wireless RF module in order to save energy, until the next active period. System through this mechanism of dormancy to reduce energy consumption, extend the time span of the system as a whole. The system used PC as the control center, PC machine monitoring software in VB development environment, is a dialog based application software. In order to improve the munication module of the intelligent level, in the design, its function is not limited to the realtime data display, all of the data collection by the monitoring software by sending a request signal to the trigger. Considering the original data for subsequent processing and indepth analysis of the vehicle system, can accurately judge, software has also added data preservation of the document and data file display function. Generally speaking, the whole work are controlled by the host monitoring software, the working process of every node of the work is the need of human participation. 2 hardware system design chip introduction MC13192with standard, the operating frequency ～ GHz, data transmission rate of 250kbps, using 0QPSK debugging mode. This featurerich twoway transceiver with a data modem which can be in the ZigBee technology application. It also has an optimized digital core, helps to reduce the MCU processing power, shorten the cycle of execution.