【正文】 ......................................................................... 39 顯 示 .............................................................................................................................. 39 排針引出調(diào)試端口和部分芯片引腳 ....................................................................... 40 PCB 的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................. 40 第六章 ZIGBEE 無線路由器的軟件設(shè) 計(jì) ........................................................... 41 操作系統(tǒng)抽象層（ OSAL） .................................................................................................. 41 OS 術(shù)語 ................................................................................................................................. 41 協(xié)議棧的架構(gòu) .................................................................................................................... 42 ZStack 相關(guān)的 IAR 工程選項(xiàng)設(shè)置 ........................................................................ 45 ZSTACK 軟件架構(gòu) ................................................................................................................... 46 任務(wù)的初始化和處理函數(shù) ........................................................................................... 47 任務(wù)的調(diào)度 ......................................................................................................................... 48 時間管理 API ............................................................................................................................. 52 建立自己的應(yīng)用 ...................................................................................................................... 53 設(shè)備信息配置 .................................................................................................................... 56 協(xié)調(diào)器的建網(wǎng) .................................................................................................................... 59 綁定 ........................................................................................................................................ 60 綁定解除 .............................................................................................................................. 61 路由功能演示 ........................................................................................................................... 61 第七章 協(xié)議分析儀的使用 ............................................................................................... 64 協(xié)議分析儀 ................................................................................................................................ 64 燈開關(guān)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)捕獲 .................................................................................................. 64 結(jié) 語 .................................................................................................................................................... 67 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 V 頁 致 謝 .................................................................................................................................................... 68 參 考 文 獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 69 附 錄 ....................................................................................................................................................... 70 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁 第一章 緒論 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，短距離無線通信技術(shù)已逐漸成為無線通信技術(shù)的一個重要分支。如采用傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)，雖然能滿足上述要求，但存在著設(shè)備的成本高、體積大和能源消耗較大、組網(wǎng)困難等問題。 無線傳感網(wǎng)絡(luò)是由大量體積小，成本低，具有無線通信，傳感，數(shù)據(jù)處理能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的，傳感器節(jié)點(diǎn)一般由傳感單元，處理單元，收發(fā)單元，電源單元等功能模塊組成。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新一代的傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景，各國都非常重視無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展， IEEE 正在努力推進(jìn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展，波士頓大學(xué)還創(chuàng)辦了傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)會（ sensor work consortium） ,美國《技術(shù)評論》雜志在論述未來新興十大技術(shù)時，更是將無線傳感器列入其中。 本文主要研究具有近距離、 低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、大容量、高可靠度、高安全性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)新技術(shù) —— ZigBee 技術(shù)，并給出CC2430 的硬件設(shè)計(jì)，協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)，路由算法的流程，以及協(xié)議棧各層的詳細(xì)介紹。借此意義 Zigbee 作為新一代無線通訊技術(shù)的命名。 Zigbee 數(shù) 傳模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)基站。 ZigBee 是一種新興的短距離，低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案。它有自己的無線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。 2021 年下半 年，英國 Invensys 公司 ,日本三菱電子， Motorola 和 Philips 等國際知名的大公司宣布加入 ZigBee 聯(lián)盟，該聯(lián)盟已有好幾百家成員企業(yè)，并仍在發(fā)展壯大。 2021 年 12 月，推出全球第一個 IEEE 系統(tǒng)（ SoC）解決方案 CC2430 無線單片機(jī)，該款芯 片內(nèi)部集成了一顆增強(qiáng)型的 8051 內(nèi)核以及業(yè)內(nèi)性能卓越的 ZigBee 收發(fā)器 CC2420。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁 2021 年 2 月 TI 公司收購 CHIPCON 公司，以壯大其在 RF 行業(yè)的龍頭地位。 2021 年 2 月，推出第二代 ZigBee/IEEE 收發(fā)芯片 CC2520 ， 2021 年 4 月推出 ZigBee 協(xié)處理器 CC2480， 2021 年 6 月推出 放大芯片 CC2591。于 2021 年 12 月進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)修訂，推出ZigBee 版 (又稱為 ZigBee2021)。 然而 ZigBee 依然無法達(dá)到最初的理想，此標(biāo)準(zhǔn)又于 2021 年 10 月完成再次修訂 (稱為 ZigBee2021/PRO 或 ZigBee Pro 或 ZigBee2021)，推出 ZigBee Pro Feature Set(簡稱： ZigBee Pro)的新標(biāo)準(zhǔn)。 在國內(nèi)上，嵌入式無線開發(fā)工具供應(yīng)商成都無線龍通訊科技有限公司從 2021年就開始對 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，并相繼跟隨芯片發(fā)展步伐推出相關(guān)ZigBee 開發(fā)工具，如 ZigBee2021 開發(fā)系統(tǒng) C51RF3JKS； ZigBee2021 開發(fā)系統(tǒng)C51RF3PK； ZigBee2021 開發(fā)系統(tǒng) C51RFCC2520PK； ZigBee 協(xié)處理器 CC2480開發(fā)工具 ARMRF2STR911。作為一種無線通信技術(shù) ,ZigBee 具有如下特點(diǎn) : （ 1） .省電：兩節(jié)五號電池即可實(shí)現(xiàn)長達(dá)六個月到兩年的使用時間。 （ 2） .可靠：采用了避免碰撞機(jī)制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突；節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動動態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整個 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中通過自動路由的方式進(jìn)行 傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃?。與一般的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)不同，移動自組織網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)間通過多跳數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，需要專門的路由協(xié)議進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)操作。 （ 5） .網(wǎng)絡(luò)容量大：可支持多達(dá) 65000 個節(jié)點(diǎn)。 ZigBee 是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率及低成本的雙向無線通信技術(shù)，建立在 IEEE 802． 15． 4 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信．但是在 ZigBee 傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)資源有限，數(shù)據(jù)包的傳送通常需要通過多跳通信方式到達(dá)目的端．因此，數(shù)據(jù)包的傳送延遲和節(jié)點(diǎn)的剩余能量成為了路由設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，如何根據(jù)不同的應(yīng)用需求設(shè)計(jì)高效率的路由選擇算法是實(shí)際應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)的一個主要任務(wù)． 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁 ZigBee 設(shè)備主要工作在 2． 4 GHz 頻段上， 這一特性決定了 ZigBee 沒備的傳輸距離有限。路由器的主要功能是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳的路徑，并將該數(shù)據(jù)幀有效的送到目的節(jié)點(diǎn)。 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)處于新技術(shù)的前沿，及時開展這項(xiàng)對人類未來生活影響深遠(yuǎn)的前沿科技的研究，對整個國家的社會、經(jīng)濟(jì)將有重大的戰(zhàn)略意義。最后完成對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及 ZigBee 芯片 CC2430 的初始化程序等底層驅(qū)動的修改與編寫，添加自己的任務(wù)程序。 最后實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制燈功能展示實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)路由轉(zhuǎn)發(fā)的基本功能。 ZigBee 直接使用了這兩層，并在此基礎(chǔ)上定義了網(wǎng)絡(luò)層（ NWK）和應(yīng)用層（ APL）架構(gòu)。 物理層（ PHY） 物理層定義了物理無線信道和與 MAC 層之間的接口，提供物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理服務(wù)。 無線信道的分配 ZigBee 的通信頻率由物理層來規(guī)范。它所使用的頻率范圍分別為 和 868/915 MHz。兩個物理層都是基于直接序列擴(kuò)頻（ DSSS）技術(shù)，使用相同的物理層數(shù)據(jù)包格式，其區(qū)別在于工作頻率，調(diào)制技術(shù)，擴(kuò)