建筑電氣與智能化畢業(yè)論文---zigbee智能家居綜合布線的應用-在線瀏覽
2025-08-06 12:46本頁面
【正文】 ESAP） APSDE 提供在同一個網絡中的兩個或者更多的應用實體之間的數據通信。 應用層框架 ZigBee 中的應用框架是為駐扎在 ZigBee 設備中的應用對象提供活動的環(huán)境。還有兩個附加的 終端節(jié)點為了 APSDESAP 的使用：端點號 0 固定于 ZDO 數據接口；另外一個端點 255 固定于所有應用對象廣播數據的數據接口功能。這些應用 profiles 允許應用程序發(fā)送命令、請求數據和處理命令和請求。這兩種幀結構都包含群集ID 信息。在設備概述中規(guī)定用什么樣的幀來傳送指定的數據。對于 KVP幀和 MSG 幀來說，都可以選擇使用直接尋址方式或者基于綁定的間接尋擇方式進行傳輸。 表 4 比特 4 比特 16 比特 0/8 比特 可變長度 命令類型 屬性類型 屬性 ID 錯誤代碼 屬性數據 KVP 幀的一般結構 幀 MSG 幀包含以下信息 :處理序列號、處理長度、處理數據。它有多個系列和型號，分別由一些基本的功能模塊按照不同的應用目標組合而成。 考慮到單片機與高頻芯片的通信，以及以后系統(tǒng)的性能擴展和程序存儲等要求，在設計的時候選擇了 PICl8LF4620 單片機，這是一款專為低功耗需求設計的。工作電壓 3． 3V， 可直接與高頻芯片通信。其主要由以下部分組成： （ 1） 20 個中斷源， 1 個中斷優(yōu)先使能，可以為中斷源分配高或低優(yōu)先級 （ 2） 36 個 I／ O 端口 (端口 A， B， C， D， E) （ 3） 4 個定時器 (定時器 0 可以選擇為 8 位或 16 位，定時器 l、 3 為 16 位，定時器 2 為 8 位 ) （ 4） 1 個 CCP 模塊和 1 個 ECCP 模塊 （ 5） MSSP 模式的串行口通信以及 EUSART 串口通信模式 （ 6）并行通信接口 （ 7）包括看門狗和上電等多種復位功能 （ 8） 10 位 A／ D ZigBee 智能家居綜合布線的應用 7 射頻部分的硬件設 計 無線收發(fā)芯片 本系統(tǒng) RFD和 FFD統(tǒng)一采用 Chipcon公司生產的 CC2420n明作為射頻芯片。該器件包括眾多額外功能，是第一款使用于 ZigBee 產品的 RF 器件。 CC2420的選擇性和敏感性指數超 過了 IEEE802． 15． 4 標準的要求，可確保短距離通信的有效性和可靠性。 CC2420 的主要性能參數 n31 如下： （ 1）工作頻帶范圍： 2． 400 一 2． 4835Ghz （ 2）采用 IEEE 802． 15． 4 規(guī)范要求的直接序列擴頻方式。 （ 3）采用 OQPSK 調制方式。 （ 5）抗鄰 頻道干擾能力強 (39dB)。采用低電壓供電 (2． 1V 一 3． 6V)。 （ 7） IEEE 802． 15． 4MAC 層可支持自動幀格式生成、同步插入與檢測， 16bit CRC校驗、電源檢測、完全自動 MAC 層安全保護 (CTR、 CBC、 MAC、 CCM)。 （ 9）開發(fā)工具齊全，提供有開發(fā)套件。 的內部結構 天線接收的射 頻信號經過低噪聲放大器和 I／ Q 下變頻處理后，產生 2MHz 的中頻信號，此混合 I／ Q 信號經過濾波、放大、 AD 變換、自動增益控制、數字解調和解擴、最終恢復出傳輸的正確數據。要發(fā)送的數據先被送入 128 字節(jié)的發(fā)送緩存器中，頭幀和起始幀是通過硬件自動產生的。然后，經過低通濾波和上變頻的混頻后的射頻信號最終被調制到 2． 4GHz，最后經放大后送到天線發(fā)射出去。它 的外圍電路包括晶振時鐘電路、射頻輸入／輸出匹配電路和微控制器接口電路三個部分。由內部電路提供ZigBee 智能家居綜合布線的應用 8 時需外加晶體振蕩器和兩個負載電容，電容的大小取決于晶體的頻率及輸入容抗等參數。射頻輸入／輸出匹配電路主要用來匹配芯片的輸入輸出阻抗，使其輸入輸出阻抗為 50Q，同時為芯片內部的 PA 及LNA 提供直流偏置。通過控制 FIFO 和 FIFOP 管腳接口的狀態(tài)可設置發(fā)射／接收緩存器。 CC2420 芯片內有 33 個 16 比特狀態(tài)設置寄存器，在每個寄存器的讀／寫周期中， SI 總線上共有 24 比特數據，分別為 1 比特的 RAM／寄存器選擇位 (0：寄存器， l： RAM)， l 比特的讀／寫控制位 (O：寫， 1：讀 )， 6 比特的地址選擇位、 16 比特的數據位。另外，通過 CCA 管腳狀態(tài)的設置可以控制清除通道估計，通過 SFD 管腳狀態(tài)的設 置可以控制時鐘／定時信息的輸入。 配置 IEEE802． 15． 4 規(guī)范中規(guī)定使用 DSSS 調制方式， CC2420 先要將傳輸的數據流進行變換，每個字節(jié)被分組為兩個符號，每個符號包括 4 個比特， LSB 優(yōu)先傳輸。經過DSSS 擴頻變換后，碼片速率達到 2Mchip／ s，此碼片序列再經過 OQPSK 調制，每個碼片被調制為半個周期的正弦波。 CC2420 為 IEEE 802． 15． 4 的數據幀格式提供硬件支持。可以采用 16 位 CRC 校驗來提高數據傳輸的可靠性。 的射頻卡設計 下面為基于 CC2420 設計的射頻卡原理圖。 ZigBee 智能家居綜合布線的應用 9 圖 RF 卡硬件原理 其中， CC2420 與單片機采用如下表的接口通信： 表 CC2420與單片機的接口 PIC18LF4620 單片機 I/O 引腳 CC240 收發(fā)器引腳 RB0(輸入 ) IFO(30 腳 ) RB1 (輸入 ) CCA(28 腳 ) RB2(輸入 ) FD(27 腳 ) RB3(輸入 ) FIFOP(29 腳 ) RC0(輸出 ) CSn (31 腳 ) RC1 (輸出 ) VREG_EN(41 腳 ) RC2(輸出 ) RESETN(21 腳 ) RC3(輸出 ) SCK(32 腳 ) RC4(輸出 ) SO(34 腳 ) RC5(輸出 ) SI(33 腳 ) ZigBee 智能家居綜合布線的應用 10 協(xié)議棧的開發(fā) 開發(fā)的環(huán)境和開發(fā)工具 本系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境是 MAPLAB7． 5， C 編譯器使用 MICROCHIP 公司的 MCCl8。 ICD2 是基于 PIC 單片機的一個功能強大、低成本、高運行速度的開發(fā)工具。其通信接口方式可以是 USB(最高達 2Mbit／ s)或 RS． 232 串行接口方式；工作電壓位 2． O 一5． 5V，可支持最低 2V 的低壓調試。 （ 4）變量和寄存器觀察 （ 5）
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