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《移動(dòng)設(shè)備中ZigBee接口的實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、移動(dòng)設(shè)備中ZigBee接口的實(shí)現(xiàn)引言ZigBee是一種短距離、低速率無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種介于RFID和Bluetooth之間的技術(shù)提案。ZigBee一般采用IEEE802.15.4收發(fā)器與ZigBee協(xié)議棧的組合，在數(shù)千個(gè)微小的節(jié)點(diǎn)之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些節(jié)點(diǎn)只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以它們的通信效率非常高。因此，ZigBee在傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。市場(chǎng)研究公司NSR曾發(fā)布報(bào)告指出，首批具備ZigBee功能的產(chǎn)品將于2006年第一季在北美、歐洲和亞太地區(qū)展開(kāi)，該機(jī)構(gòu)并預(yù)估，
2、到2010年，全球?qū)⒖赏渴?.8億個(gè)ZigBee組件，成長(zhǎng)非?？焖佟Ｍ瑯?，市調(diào)機(jī)構(gòu)In-Stat也曾在2005年發(fā)布新聞指出，五年內(nèi)，ZigBee成長(zhǎng)將超過(guò)200%。但是，由于各家使用ZigBee技術(shù)的設(shè)備商采用的應(yīng)用協(xié)議不同，所以目前市場(chǎng)上很少通用的測(cè)試設(shè)備，執(zhí)行包括信道檢測(cè)，數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)，發(fā)送功率等功能。本文介紹了一種在移動(dòng)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)ZigBee接口的方法，以windowsmobile6.0Professional為平臺(tái)，在仿真器中給出了演示，同時(shí)，在HPiPaqrx3700的真機(jī)下測(cè)試通過(guò)。?1.??????系統(tǒng)組成及功能如圖1所示，按照功能，系統(tǒng)可以
3、分成ZigBee模塊和移動(dòng)設(shè)備這兩個(gè)部分，它們通過(guò)串口進(jìn)行通信。ZigBee模塊負(fù)責(zé)IEEE802.15.4信號(hào)的發(fā)送和接收，移動(dòng)設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理，并向用戶(hù)提供有好的UI。圖1系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)的功能如下：1.??????信道檢測(cè)。通過(guò)掃描，完成ZigBee技術(shù)2.4GHz頻段16個(gè)信道的狀態(tài)檢測(cè)，并返回給UI進(jìn)行顯示。2.??????發(fā)送/接收信道設(shè)置。用戶(hù)通過(guò)UI給ZigBee模塊發(fā)送指令，使之通過(guò)設(shè)定的信道來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。3.??????發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。用戶(hù)可以用文本方式或者HEX方式發(fā)送數(shù)據(jù)，并且可以用一定間隔進(jìn)行連續(xù)發(fā)送。4.??????發(fā)送功
4、率設(shè)置。用戶(hù)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)UI給ZigBee模塊發(fā)送指令，可以設(shè)定發(fā)送的功率大小。?2.??????結(jié)構(gòu)模型2.1硬件結(jié)構(gòu)模型如圖1所示，ZigBee模塊選用Freescale的HCS08GB60為MCU，MC13192為IEEE802.15.4收發(fā)器，它們之間通過(guò)SPI接口進(jìn)行通信。移動(dòng)設(shè)備通過(guò)串口和ZigBee模塊中的HCS08GB60進(jìn)行通信。2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以使用Star、Mesh和Mesh-Tree這三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體可以參考圖2.圖2ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型從成本上來(lái)考慮，無(wú)線(xiàn)部分采用了Freescale免費(fèi)提供的SM
5、AC（SimpleMAC）。SMAC給出了物理層和MAC層的API函數(shù)，包括工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換、信道選擇、發(fā)送功率選擇、時(shí)鐘選擇、信道能量和接收信號(hào)能量指示（RSSI）等等。該工程文件以Source的方式給出，而不是lib，且可以直接從Freescale網(wǎng)站上下載得到。?3.??????軟硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)軟件采用經(jīng)典的Protel99se，主要涉及ZigBee模塊的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)輸出原理圖和PCB圖如下圖3所示：圖3硬件設(shè)計(jì)輸出圖嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境采用CodeWarriorforHCS08V3.1，使用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。移動(dòng)設(shè)備使用windowsmobile
6、設(shè)備。具體開(kāi)發(fā)環(huán)境為：MicrosoftVisualStudio2005+SP1+WindowsMobile6professionalSDK+.NetCompactFramework2.0SP2。?4.??????ZigBee模塊程序流程目前，嵌入式系統(tǒng)有三種主流架構(gòu)解決方案：基于中斷的多任務(wù)模擬、前后臺(tái)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)?！爸袛嗄M多任務(wù)”會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)丟失中斷信息，大大破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以這種方法是不建議使用的。多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是目前最成熟而且最合理的解決方案，但是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)一般為第三方提供，需要付費(fèi)，而且就像uCOS-II這樣的開(kāi)源系統(tǒng)也不再
7、免費(fèi)，若在沒(méi)有獲得許可的情況之下使用，可能會(huì)涉及到版權(quán)糾紛。而自己開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，研發(fā)開(kāi)銷(xiāo)太大，另外，一些功能簡(jiǎn)單或者對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的系統(tǒng)，根本沒(méi)有必要上實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。因此，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，很有可能會(huì)采用簡(jiǎn)單的前后臺(tái)系統(tǒng)。前后臺(tái)系統(tǒng)的基本概念是“前臺(tái)中斷，后臺(tái)循環(huán)”。前后臺(tái)系統(tǒng)的基本思想是：硬件中斷函數(shù)中只做非常少量而且是絕對(duì)必須的操作：如設(shè)置中斷寄存器、保存數(shù)據(jù)寄存器等，然后置后臺(tái)標(biāo)志位，隨即退出中斷。這些操作稱(chēng)為“前臺(tái)操作”。而后臺(tái)操作是一個(gè)開(kāi)放中斷的無(wú)限循環(huán)。在循環(huán)中檢查各后臺(tái)標(biāo)志位，如果某一標(biāo)志位被置位，則說(shuō)明有中斷發(fā)生，立即調(diào)用相應(yīng)的中斷服務(wù)任
8、務(wù)，這些任務(wù)被稱(chēng)為“后臺(tái)操作”。在ZigBee模塊的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)
