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《zigbee協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、匿墮壅塑雯巫墅噩墾羽嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用文章編號：1008-0570(2008)04—2枷41-02ZigBee協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計與實現(xiàn)DesigningandImplementationofZigBeeNetworkLayer(1．中國科學(xué)院沈陽自動化研究所；2．中國科學(xué)院研究生院)李邦祥1，2王忠鋒1于海斌1LIBang—xiangWANGZhong-fengYUHal．bin摘要：Zigbee標(biāo)準(zhǔn)具有低速率、低能耗、安全可靠等特點，非常適合于家庭自動化、建筑自動化和工業(yè)自動化應(yīng)用。本文根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)。分析、設(shè)計和實現(xiàn)了ZigB
2、ee協(xié)議棧。采用的單片機Atmegal28。它僅有128K字節(jié)系統(tǒng)可編程閃存空間和4K字節(jié)的內(nèi)部SRAM，所以本協(xié)議棧沒有引入任何操作系統(tǒng)而且采用共享緩沖區(qū)進行數(shù)據(jù)收發(fā)和交換以節(jié)約有限的存儲空間。最終．實現(xiàn)了規(guī)范中定義的所有功能．包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理和mesh路由。關(guān)鍵詞：ZigBee協(xié)議：設(shè)備管理；Mesh路由中圖分類號：TP393文獻標(biāo)識碼：AAbstract：ZigBeestandardisoptimizedforlowdatarates，lowpowerconsumption，securityandreliabilitya
3、nditisverysuitableforhomecontrol，buildingautomationandindustrialautomationapplications．Thispaperanalyzes，designsandimplementsZigBeeprotocolstackaccordingtotheinternationalstandard．WeimplementtheprotocolstackandapplicationontheAtmegal28platform，whichhasonly128Kbytesp
4、rogrammableflashand4KbytesSRAM．Inordertosavethelimitedstorage，thisprotocolstackimportsnooperat-ingsystemtoassisttheimplementationanduseonlytwosharedbuffersrespectivelyforreceivingandsending．Finally，wecari．youtallfunctionsofthespecification，includingnetworkdevicemana
5、gementandmeshrouting．Keywords：ZigBeeProtocol；DeviceManagement；MeshRouting1引言Zigbee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用。于近距離的無線通信．由于具有低功耗、低成本、可擴展以及良好的互操作能力等特性．在工業(yè)自動化、建筑自動化以及工業(yè)無線領(lǐng)域占有重要地位。ZigBee聯(lián)盟成立于2001年8月。2002年下半年，英國IIl—vensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司等四大公司加盟ZigBee聯(lián)盟。這一事件成為
6、ZigBee技術(shù)的里程碑。到目前為止，加盟ZigBee聯(lián)盟已經(jīng)涵蓋rr領(lǐng)域以及其它行業(yè)的200多家企業(yè)，其中還包括來自我國的華為技術(shù)有限公司和中國科學(xué)院沈陽自動化研究所。2協(xié)議棧架構(gòu)Zigbee協(xié)議棧軟件采用C語言編寫。開發(fā)環(huán)境采用AVRStudi04．12，硬件平臺采用的單片機為Atmegal28，射頻模塊采用CC2420。采用的標(biāo)準(zhǔn)是ZigBee1．0規(guī)范，整個協(xié)議棧軟件采用單線程，考慮到Atmegal28內(nèi)部RAM只有4K的空間，因此，各模塊之間采用共享緩沖區(qū)進行通信。Zigbee協(xié)議棧軟件的架構(gòu)如圖1所示。每個模塊具有
7、一個執(zhí)行函數(shù)。用于接收來自底層模塊的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)接收階段，底層模塊將接收到的數(shù)據(jù)幀在本層解析后。將需要向上層模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)存放在共享的接收緩沖區(qū)．同時通過全局變量的形式向上層模塊提供指示原語：在上層模塊的執(zhí)行函數(shù)中。首先通過判斷來自底層模塊的指示原語確定李邦祥：碩士研究生基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(60374072。60434030)是否存在來自其它節(jié)點的數(shù)據(jù)，如果存在則解析并處理，同時將需要傳遞給更高模塊的數(shù)據(jù)放入接收緩沖區(qū)，同樣通過指示原語通知更高層模塊。致?lián)l(fā)送漉向廠]l設(shè)備對象I1．．．．．．．．一[二二墮豆]教據(jù)
8、接收流向}圖1Zi婦e協(xié)議棧軟件架構(gòu)3網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計與實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層通過兩個服務(wù)實體分別提供兩類服務(wù)，它們分別是網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)層管理服務(wù)。1)數(shù)據(jù)服務(wù)實體：提供數(shù)據(jù)服務(wù)，主要負責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；2)管理服務(wù)實體：提供管理服務(wù)，主要負責(zé)網(wǎng)絡(luò)層的管理和維護，包括網(wǎng)絡(luò)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)建
