【正文】 同時(shí)感謝從我進(jìn)入大學(xué)以來，學(xué)校所有在學(xué)習(xí)和生活方面對(duì)我關(guān)心的老師。其次要感謝我的同學(xué)們，感謝他們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)的過程中給我的幫助。首先要感謝帶我畢業(yè)設(shè)計(jì)的李紅衛(wèi)教授，李教授以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度要求我們，不馬虎，不以完成畢業(yè)設(shè)計(jì)為目的，以讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中真正的能學(xué)到東西為目的?；赯igBee協(xié)議無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津大學(xué),2007年.[13] L．RuizGarcia，J．I．Robla,and EBarreiro．Performance of ZigBee based wireless sensor nodes for real—time monitoring of fruit logistics[J]．Journal of Food Engineering，V01．87，No．3，PP．405—415，August 2008．.[14] Zhang Qian，Yang Xianglong,Zhou Yiming，Wang Liren，Guo Xishan．A wireless solution for greenhouse monitoring and control system based on ZigBee technology[J]．Journal of Zhejiang University：Science A，V01．8，No．1 0，PP．1 5841 587，October 2007.[15] 張亮，基于ZigBee技術(shù)的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[D].武漢科技大學(xué),2009.致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)诖髮W(xué)期間最后的課程，是四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，也是我們學(xué)習(xí)成果的具體體現(xiàn)。還有報(bào)警方面做得還不夠完善，有待提高。所得到的系統(tǒng)易用、可擴(kuò)展，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。結(jié)束語通過了三個(gè)多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)基于ZigBee的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)工作終于完成了。 本章小結(jié)本章介紹了上位機(jī)軟件的顯示及其報(bào)警功能，結(jié)合硬件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做了測試。此時(shí)我們只用了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，溫度值顯示正常，未超過報(bào)警值，不出現(xiàn)報(bào)警。點(diǎn)開文件里面會(huì)有一個(gè)設(shè)置按鈕，點(diǎn)開設(shè)置按鈕會(huì)出現(xiàn)一個(gè)設(shè)置警報(bào)溫度值的窗口，可以在里面進(jìn)行設(shè)置，如圖62所示：圖62 報(bào)警溫度設(shè)置將要設(shè)置的溫度值設(shè)置好，最高和最低溫度設(shè)置好，按確定即可。因?yàn)橘Y金問題只做了溫度檢測。該上位機(jī)是用c++在Qt編譯環(huán)境下寫的一個(gè)簡單的軟件，實(shí)現(xiàn)簡單，由于技術(shù)有限不能開發(fā)出功能比較強(qiáng)的軟件，但是此上位機(jī)軟件能夠滿足我們現(xiàn)場監(jiān)控的需要，能夠與協(xié)調(diào)器通信，還能在溫度過高或過低時(shí)發(fā)出警告。 本章小結(jié)本章先介紹了CC2530的開發(fā)環(huán)境，又主要介紹了智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)各個(gè)部分的軟件設(shè)計(jì)，包括協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸流程圖，都有介紹與說明，并給出了部分核心函數(shù)。每個(gè)傳感器數(shù)據(jù)獲取傳輸過程相似，故本文只以溫度傳感器做介紹，其余不做敘述。所以其收發(fā)程序與協(xié)調(diào)器相似，具體流程如圖53所示。開始硬件網(wǎng)絡(luò)初始化初始化完成發(fā)送指令接收傳感器信息將信息發(fā)送給PC否是是否圖52 協(xié)調(diào)器程序流程圖后續(xù)開發(fā)人員在使用時(shí)，只需要對(duì)此單元進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲镁涂梢哉{(diào)用此單元，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)，故此不再贅述。 } elseendif //MT_SAPI_CB_FUNC { zb_ReceiveDataIndication( source, mand, len, pData )。 if (status != afStatus_SUCCESS) { SAPI_SendCback( SAPICB_DATA_CNF, status, handle )。sapi_epDesc, mandId, len, pData, amp。 // 發(fā)送數(shù)據(jù) status = AF_DataRequest(amp。= ~AF_ACK_REQUEST。 = afAddr16Bit。// 分配地址 if (destination == ZB_BINDING_ADDR) { = afAddrNotPresent。 afAddrType_t dstAddr。因此，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的軟件主要由以下幾個(gè)模塊組成：(1)ZigBee數(shù)據(jù)收發(fā)模塊：此模塊的協(xié)議棧代碼是TI公司提供的，下面分別是無線發(fā)收函數(shù)的程序。Osal_set_event()ZDApp_event_loop()MT_ProcessIningCommand()zdosendStateChangeMsg()MT_ZdoStateChangeCB()EndZDApp_NetworkStartEvt()ZDApp_Init()圖52 協(xié)調(diào)器組網(wǎng)流程 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立(如圖52)，指令的發(fā)送，數(shù)據(jù)的接收、轉(zhuǎn)發(fā)，與PC通信。The twelfth step：執(zhí)行MT_ZdoStateChangeCB 自此協(xié)調(diào)器組網(wǎng)完畢。The tenth step：執(zhí)行zdoSendStateChangeMsg（）函數(shù)，發(fā)送狀態(tài)改變消息。The eighth step：執(zhí)行ZDApp_event_loop（）函數(shù)，找到相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)改變事件。 發(fā)送網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)事件 到 ZDApp層，接著轉(zhuǎn)到ZDApp_event_loop（）函數(shù)，進(jìn)去void ZDApp_NetworkStartEvt( void ) 處理網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)事件；再執(zhí)行osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT )。ZDO向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)組網(wǎng)請(qǐng)求，由于ZigBee協(xié)議棧是版開源的，網(wǎng)絡(luò)層的具體代碼無法看到，但是網(wǎng)絡(luò)組建成功后會(huì)發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信息給ZDO層，由ZDO_NetworkFormationConfirmCB（）函數(shù)來接收發(fā)送過來的確認(rèn)信息。The fifth step：觸發(fā)ZDO_NETWORK_INIT（網(wǎng)絡(luò)初始化）事件，進(jìn)入ZDApp_event_loop() 函數(shù)。The third step：執(zhí)行ZDOInitDevice（），ZDO層初始化設(shè)備。這一步中又包含了很多分支部分:The first step：進(jìn)去void ZDApp_Init( uint8 task_id ) ，對(duì)ZDApp層初始化。 應(yīng)用層SampleApp層初始化。 ZDApp層初始化。 硬件抽象層初始化。 執(zhí)行操作系統(tǒng)任務(wù)初始化函數(shù)。 操作系統(tǒng)初始化。 協(xié)調(diào)器的自動(dòng)組網(wǎng)流程第一步：Z_Stack由main()函數(shù)開始執(zhí)行，main()函數(shù)做兩件事：一是系統(tǒng)初始化；二是開始執(zhí)行輪詢式操作系統(tǒng)。下圖為整個(gè)系統(tǒng)的流程圖:溫度終端節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上位機(jī)PC圖51 系統(tǒng)整體流程路由器信號(hào)強(qiáng)信號(hào)弱從上圖可以看出，終端節(jié)點(diǎn)有兩種與協(xié)調(diào)器的通信方式，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)檢測到的協(xié)調(diào)器信號(hào)強(qiáng)度超過路由器時(shí)，將直接與協(xié)調(diào)器通信，相反如果檢測不到協(xié)調(diào)器的信號(hào)或者信號(hào)強(qiáng)度比路由節(jié)點(diǎn)的弱，則通過路由節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調(diào)器。第5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 軟件部分總體介紹 軟件設(shè)計(jì)整體流程本設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇樹狀結(jié)構(gòu)，樹狀結(jié)構(gòu)必須有路由的加入，但路由實(shí)在終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器之間的距離超過接收不到的情況下轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的數(shù)據(jù)，而本設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)了近距離的數(shù)據(jù)收發(fā)，所以本設(shè)計(jì)的軟件部分設(shè)計(jì)只要對(duì)協(xié)調(diào)器、終端節(jié)點(diǎn)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3) 介紹了傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)。 本章小結(jié)本章主要做了以下三個(gè)方面的工作：(1) 根據(jù)目前ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，選擇了CC2530作為本設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)。其要求是在VCC供電后DIV口必須有不少于的低電平時(shí)間，以保證ADDR,SDA,SCL口的穩(wěn)定。它的優(yōu)點(diǎn)是輸出值無需換算，即是光強(qiáng)度值；無需其它外部元件；抑制50Hz/60Hz的光噪聲；，故無需電壓轉(zhuǎn)換，直接接3V的電源即可。它是一種兩線式串行總線接口光強(qiáng)度傳感器集成電路。⑩、PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。⑧、適用于DN15~25, DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫。⑥、測量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送。④、工作電源: 3~5V/DC （可以數(shù)據(jù)線寄生電源）。②、測溫范圍 －55℃～+125℃，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯(cuò)誤的）℃。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。圖43 電壓轉(zhuǎn)換電路(2)debuger口部分設(shè)計(jì)電路連接原理圖如圖44。可充分滿足CC2530對(duì)電壓的要求。(1)電源部分設(shè)計(jì)本部分的設(shè)計(jì)采用外部三節(jié)干電池對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供電。其中由于傳感器模塊有溫濕度測量，光度測量，一氧化碳測量等。其中除了信號(hào)放大及傳感器模塊之前未介紹過，其余地方均與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)同。它的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖42所示。CC2530電源天線USB串口口圖41 終端結(jié)構(gòu)圖在本系統(tǒng)中它還需要對(duì)接受的數(shù)據(jù)的進(jìn)行處理，以及USB轉(zhuǎn)串口與PC進(jìn)行連接通信。 l 硬件系統(tǒng)、軟件代碼程序自主設(shè)計(jì)完成保證長期技術(shù)支持。 l 多種擴(kuò)展板既有簡單開發(fā)按鍵、又有液晶顯示及傳感器。直觀、明了； l 配套提供多種傳感器(光敏/溫度/可調(diào)電阻)； l 具有多年高頻設(shè)計(jì)工程師提供專業(yè)、經(jīng)驗(yàn)豐富技術(shù)支持； l 功能強(qiáng)大的C51RF仿真器。根據(jù)需求可選配多種擴(kuò)展開發(fā)板； l 開發(fā)方便、快捷、簡單； l C51編程。由于任務(wù)書上和市場上應(yīng)用的稍多的芯片是CC2530，其系統(tǒng)的集成性和通用性都較好并且其集成的51微處理器內(nèi)核亦較為熟悉，另外，CC2530芯片優(yōu)性能也是本文硬件選擇的一個(gè)較為重要的因素。MC13213可以提供全面的編碼和解碼、用于基帶MCU的可編程時(shí)鐘、以4 MHz（或更高）頻率運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)4線SPI、外部低噪聲放大器和功率放大器（PA）實(shí)現(xiàn)的功能擴(kuò)展以及可編程的輸出功率。對(duì)于更大規(guī)模的聯(lián)網(wǎng)，則可以使用MC13212（具有32 KB的內(nèi)存和2 KB的RAM內(nèi)存）和IEEE MAC。集成了MC9S08GT MCU和MC1320x收發(fā)信機(jī)，閃存可以在16~60 KB的范圍內(nèi)選擇。（4） FREESCALE（飛思卡爾），它包括一個(gè)集成的發(fā)送/接收（T/R）開關(guān)，可以幫助降低對(duì)外部組件的需求，進(jìn)而降低原料成本和系統(tǒng)總成本。內(nèi)建的內(nèi)存主要是用來儲(chǔ)存系統(tǒng)的軟件，包含了通訊協(xié)議堆棧，路徑表，應(yīng)用程序代碼與資料。EM250具有用作ZigBee位標(biāo)器節(jié)點(diǎn)，全功能設(shè)備(FFD)或降功能設(shè)備(RFD)所需的資源。EmberZNet ，具有獨(dú)特的能擴(kuò)展ZigB