【正文】 C和全ZigBee堆棧。MC13211提供16 KB的閃存和1 KB的RAM，非常適合采用SMAC軟件的點(diǎn)到點(diǎn)或星形網(wǎng)絡(luò)中的經(jīng)濟(jì)高效的專屬應(yīng)用。 此外，MC13213（帶有60 KB的內(nèi)存和4 KB的RAM）和ZigBee協(xié)議堆棧設(shè)計(jì)用于幫助設(shè)計(jì)人員開發(fā)完全可認(rèn)證的ZigBee產(chǎn)品。以上的硬件平臺(tái)都適用于ZigBee應(yīng)用的開發(fā)。CC2530芯片的性能如下：l 具有USB高速下載、支持IAR集成開發(fā)環(huán)境； l 具有在線下載、調(diào)試、仿真功能； l 提供ZigBee2007/PRO/RF4CE協(xié)議棧； l 例程豐富，并且所有例子程序以源代碼方式提供并附實(shí)驗(yàn)手冊(cè)； l 靈活配置。熟悉、順手、入手快； l 具有液晶顯示。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CC2530開發(fā)仿真調(diào)試。不但可實(shí)現(xiàn)簡單的CC2530開發(fā)，還可作于復(fù)雜的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)。 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中主要負(fù)責(zé)的是無線網(wǎng)絡(luò)的建立和節(jié)點(diǎn)管理等各種任務(wù)。它的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖41所示。終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)終端節(jié)點(diǎn)在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中主要負(fù)責(zé)的是將采集到的數(shù)據(jù)通過組建好的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。CC2530傳感器天線電源圖42 終端結(jié)構(gòu)圖故本節(jié)只介紹傳感器模塊。其原理相似，故本文只選擇溫度傳感器模塊來做敘述。系統(tǒng)工作電壓為3．3V。其電路如圖43。圖44 debuger部分電路圖傳感器的介紹：1. 溫度傳感器（DS18B20）本設(shè)計(jì)使用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器，DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。技術(shù)性能描述①、獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。③、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。⑤、在使用中不需要任何外圍元件。⑦、不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6。⑨、標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, , G1/2”任選。2. 光強(qiáng)度傳感器（BH1750FIV）本文采用了數(shù)字輸出型的環(huán)境光照傳感器BH1750FIV。芯片直接內(nèi)含放大器、AD轉(zhuǎn)換器、光強(qiáng)度計(jì)算電路和總線接口。在連接傳感器和CC2530時(shí)應(yīng)注意BH1750FIV的DIV端口，因?yàn)镈IV是總線的參考電壓終端，亦是異步重置終端。又因?yàn)镃C2530無總線，所以直接接在其I/O口，再應(yīng)用軟件編程來達(dá)到模擬出總線的效果。(2) 介紹了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)。通過上述工作，為系統(tǒng)的應(yīng)用做好了硬件準(zhǔn)備，為后續(xù)系統(tǒng)的軟件做好了準(zhǔn)備。終端節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的顯示，并最終發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器在接收到終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的溫度數(shù)據(jù)后進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后通過串口發(fā)送到上位機(jī)顯示。在TI提供的zstack協(xié)議上，設(shè)備啟動(dòng)的過程都由協(xié)議棧本身做好，用戶只需指定其啟動(dòng)身份即可。第二步：進(jìn)入osal_init_system()。第三步：進(jìn)入osalInitTasks()。在這個(gè)函數(shù)中用戶需要考慮的有：Hal_Init( taskID++ )。ZDApp_Init( taskID++ )。SampleApp_Init( taskID )。第四步：進(jìn)入ZDApp_init()函數(shù)，執(zhí)行ZDApp層初始化。The second step：執(zhí)行ZDOInitDevice( 0 )。The fouth step：執(zhí)行 ZDApp_NetWorkInit()網(wǎng)絡(luò)初始化。The sixth step：ZDO_StartDevice（）；啟動(dòng)設(shè)備，其中這函數(shù)的參數(shù)分別為：設(shè)備邏輯類型，啟動(dòng)模式，信標(biāo)時(shí)間，超幀長度。The seventh step：進(jìn)入ZDO_NetworkFormationConfirmCB（），給予ZDO層網(wǎng)絡(luò)形成反饋信息（協(xié)調(diào)器），執(zhí)行osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_START )。設(shè)置網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)改變事件，發(fā)送到ZDApp層，觸發(fā)ZDO_STATE_CHANGE_EVT事件。The ninth step：執(zhí)行ZDO_UpdateNwkStatus()函數(shù)， ZDO狀態(tài)改變事件。The eleventh step：執(zhí)行MT_ProcessIningCommand()函數(shù)。整個(gè)的組網(wǎng)流程圖如圖52所示：EndMain（）Osal_init_system()Osal_start_systemEvent happend?NYEndZDApp_Init()OsalInitTask()Osal_init_system()ZDO_NetWorkFormationConfirmCB()ZDApp_event_loop()ZDApp_NetworkInit()ZDO_Init()ZDOInitDevice(0)ZDApp_event_loop()ZDO_StartDevice()Osal_set_event()ZDO_UpdateNwkStatus()同時(shí)，為了方便用戶使用，控制中心節(jié)點(diǎn)也可以單獨(dú)作使用，直接通過LCD顯示屏觀察監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。無線數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)：void zb_SendDataRequest ( uint16 destination, uint16 mandId, uint8 len, uint8 *pData, uint8 handle, uint8 txOptions, uint8 radius ){ afStatus_t status。 txOptions |= AF_DISCV_ROUTE。//afAddrNotPresent=0} else { //應(yīng)用短地址 = destination。//afAddr16Bit=2 if ( ADDR_NOT_BCAST != NLME_IsAddressBroadcast( destination ) ) {txOptions amp。 } } // 設(shè)置結(jié)束點(diǎn) = EndPoint。dstAddr, amp。handle, txOptions, radius)。 } }[12] //無線數(shù)據(jù)接收函數(shù)： void SAPI_ReceiveDataIndication( uint16 source, uint16 mand, uint16 len, uint8 *pData ) {if defined ( MT_SAPI_CB_FUNC ) if ( SAPICB_CHECK( SPI_CB_SAPI_RCV_DATA_IND ) ) { zb_MTCallbackReceiveDataIndication( source, mand, len, pData )。 } }[13](2)串口通信模塊；在ZigBee協(xié)議棧中，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的串口通信單元已經(jīng)由硬件層實(shí)現(xiàn)了接口封裝，其實(shí)現(xiàn)文件為hal _ _ 。綜上，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖52所示： 傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，其啟動(dòng)后和協(xié)調(diào)器一樣開始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始化，然后開始與協(xié)調(diào)器通信，加入網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)不同的傳感器節(jié)點(diǎn)所測(cè)得環(huán)境信息不通，本文涉及有溫度，一氧化碳、亮度等。開始硬件網(wǎng)絡(luò)初始化初始化完成發(fā)送指令接收溫度傳感器信息將信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器否是是否圖53 傳感器節(jié)點(diǎn)程序流程圖第6章 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)及測(cè)試 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)負(fù)責(zé)接收協(xié)調(diào)器通過串口發(fā)送來的數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示。上位機(jī)軟件如圖61所示圖61 上位機(jī)界面如上圖所示，該上位機(jī)軟件能夠滿足一般性監(jiān)控需求，當(dāng)然也有很多的不足之處，其中像濕度，亮度的信息并未參加測(cè)試。在軟件中串口號(hào)和波特率是可以選擇的，軟件中我們?cè)黾恿丝梢赃x擇節(jié)點(diǎn)的選擇，通過選擇節(jié)點(diǎn)可以獲取不同地點(diǎn)、不同傳感器的數(shù)據(jù)，在本設(shè)計(jì)中我們只用了溫度且節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，因此默認(rèn)都為節(jié)點(diǎn)1，通過下拉菜單可以更改選擇。 軟件測(cè)試硬件設(shè)備連接成功，啟動(dòng)開關(guān)，終端節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)自動(dòng)組網(wǎng)成功后，運(yùn)行上位機(jī)軟件，將串口與波特率設(shè)置好，然后點(diǎn)擊按鍵打開串口，出現(xiàn)顯示頁面如下圖63所示。圖63溫度值正常顯示當(dāng)獲取的溫度值大于設(shè)定的溫度時(shí)，會(huì)跳出溫度過高的警告窗口，如圖64所示：圖64 溫度過高報(bào)警當(dāng)獲取的溫度值小于設(shè)定的溫度時(shí)，會(huì)跳出溫度過低的警告窗口，如圖65所示：圖65 溫度過低報(bào)警最終測(cè)試結(jié)果基本通過，數(shù)據(jù)能正常接收，當(dāng)溫度過高或過低時(shí)能發(fā)出警告。并對(duì)整個(gè)測(cè)試結(jié)果做了總結(jié)。本文以ZigBee無線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了無線家居環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，給出了總體的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)還給出了硬件、軟件及上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)。另外，本系統(tǒng)還有許多可改進(jìn)的地方，比如說功耗方面，可以在電源管理程序和無線發(fā)射程序方面改進(jìn)，以達(dá)到更節(jié)省能源的效果；本系統(tǒng)中使用的是串口將信息發(fā)送到管理中心，以后還可以通過無線發(fā)送到手機(jī)客戶端，以便人們無論在何處都能實(shí)時(shí)了解到環(huán)境的變化。參考文獻(xiàn)[1] [J].電子與電腦，2007,7:2225.[2] 王磊,[J].,01:2225.[3] 陳靖,[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2010,11:57.[4] 戚劍超,[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2010,04:3336.[5] 李戰(zhàn)明,劉寶,[J].信息化縱橫,2009,05:1216.[6] [D].西安電子科技大學(xué),2009年.[7] [D].中國海洋大學(xué),2010年.[8] 張杰,涂巧玲,[J].傳感器與微系統(tǒng),2009,09:4245.[9] 郭棟,秦明芝,[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,01:1215.[10] [D].河南理工大學(xué),2010年.[11] 中國智能家居網(wǎng)．：//．.[12] 王巖。所以我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)必須有一個(gè)良好的態(tài)度，認(rèn)真地對(duì)待，只有這樣才可以學(xué)到更多的專業(yè)知識(shí)，為將來的工作做好各個(gè)方面準(zhǔn)備。為了讓畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利的完成，李教授在百忙之中每周抽出一定的時(shí)間與我們交流，他對(duì)問題的獨(dú)到見解使我受益匪淺，每次與他討論問題總會(huì)有所收獲。沒有他們的幫助，我也不可能很好地完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。