畢業(yè)設計-----無線數(shù)傳模塊的設計

1、<p><b>　　無線數(shù)傳模塊的設計</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)綜合了傳感器技術、微電子機械系統(tǒng)嵌入式計算技術．因其具有十分廣闊的應用前景，所以成為國內外學術界和工業(yè)界新的研究領域研究熱點。</p><p>　　本文首先介紹了無限傳感器網(wǎng)絡的

2、特點，然后介紹智能家居網(wǎng)絡研究意義，簡要地介紹了智能家居在國內外發(fā)的展現(xiàn)狀況，接著介紹幾種無線通信技術，鑒于比較結果，本文選取的無線通信技術為ZigBee技術，所以著重介紹ZigBee技術及其特點。</p><p>　　具體實現(xiàn)方面，本文從硬件、軟件著手。了解通信系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的一般開發(fā)原則，選擇合適的軟硬件平臺。采用Freescale公司一站式解決方案，采用MC13192作為RF射頻模塊，MC9S08GT60

3、作為微控制器（MCU），首先介紹這兩個芯片的功能，然后再說明他們的具體設計以及他們之間的相互通信方式。接著從軟件部分入手，說明開發(fā)環(huán)境，編寫他們的驅動程序，根據(jù)軟件流程圖編寫程序，設計出一個基于ZigBee智能家居的無線數(shù)傳終端模塊。</p><p>　　關鍵詞：zigbee 無線傳感器網(wǎng)絡 MC9S08GT60 MC13192</p><p>　　Design of Wireles

4、s Data Communication Module</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Wireless sensor networking (WSN), a combination of sensor technology, embedded computing technology because it has a ver

5、y wide range of applications, so become academic and industrial research in new areas of research. </p><p>　　This paper describes the characteristics of infinite sensor networks, then introduces the intellig

6、ent home network of meaning, a brief introduction to the smart home display conditions issued at home and abroad, and then introduce several wireless communication technologies, given the results of the comparison, this

7、selection of wireless communications technology for the ZigBee technology, the highlight features of ZigBee technology and its.</p><p>　　Realizes the aspect specifically, this article from the hardware, the

8、software begins. The understanding communications system and embedded system's general development principle, chooses the appropriate software and hardware platform. Uses the Freescale Corporation "one-stop"

9、; work style solution, uses MC13192 to take the RF radio frequency module, MC9S08GT60 takes the micro controller (MCU), first introduced that these two chips the function, then shows their concrete design again as well a

10、s be</p><p>　　Key Words：zigbee；Wireless sensor networks；MC9S08GT60；MC13192</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p

11、><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 無線傳感器網(wǎng)絡簡介1</p><p>　　1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的概念1</p><p>　　1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡的特點1</p><p>　　1.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡的應用2</p>

12、<p>　　1.1.4 本文研究方向2</p><p>　　1.2 智能家居的研究意義和現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.1 智能家居的研究意義3</p><p>　　1.2.2 智能家居研究的現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3 幾種常用的短距離無線通信技術4</p><p>　　1

13、.3.1 幾種常用的短距離無線通信技術4</p><p>　　1.4 ZigBee技術簡介6</p><p>　　1.5 本文工作7</p><p>　　第二章 總體設計8</p><p>　　2.1 嵌入式系統(tǒng)設計指導原則8</p><p>　　2.1.1 嵌入式系統(tǒng)的概念8</p>

14、;<p>　　2.1.2 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程8</p><p>　　2.2 Zigbee網(wǎng)絡總體設計方案8</p><p>　　2.3 硬件平臺9</p><p>　　2.3.1 選型原則9</p><p>　　2.3.2 微處理器MC9S08GT60簡介10</p><p>　　2

15、.3.3 MC13192簡介10</p><p>　　2.4節(jié)點具體設計11</p><p>　　2.4.1 CPU支撐電路11</p><p>　　2.4.2 電源電路12</p><p>　　2.4.3 串口通信電路13</p><p>　　2.4.4 GT60與MC13192接口電路13&l

16、t;/p><p>　　2.5 射頻電路14</p><p>　　2.5.1 MC13192支撐電路15</p><p>　　2.5.2 天線電路16</p><p>　　第三章 軟件的設計18</p><p>　　3.1 開發(fā)環(huán)境18</p><p>　　3.2 硬件驅動程序設

17、計19</p><p>　　3.2.1 驅動程序總體概要19</p><p>　　3.2.2 SPI驅動20</p><p>　　3.2.3 SPI通信程序22</p><p>　　3.2.4 MC1392驅動23</p><p>　　3.3 硬件初始化25</p><p>

18、;　　3.4 系統(tǒng)程序的設計25</p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 無線傳感器網(wǎng)絡簡介</p><p>

19、;　　無線傳感器網(wǎng)絡就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡。</p><p>　　近年來，隨著無線通信技術、微機電系統(tǒng)技術、半導體技術、嵌入式技術、傳感器技術、分布式信息處理技術等的飛速發(fā)展和日益成熟，低成本、低功耗、多功能的無線傳感器網(wǎng)絡技術，已經(jīng)越來越引起人們的研究興趣和廣泛關注。本章首先論述了無線傳感器技術的概念、特點、應用、體系結構以及它的發(fā)展歷程，然

20、后再論述了無線傳感器網(wǎng)絡的研究意義和研究現(xiàn)狀，接著簡單介紹了無線通信技術ZigBee，最后說明本設計的主要研究內容。</p><p>　　1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的概念</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sense Network，簡稱WSN），是傳感器、微電子和網(wǎng)絡通信等技術結合的產(chǎn)物。無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點被隨機分布在被檢測的區(qū)域內，節(jié)點之間通過無線通信技術相互通信

21、，從而形成一個多端點的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是采集被覆蓋區(qū)的信息，然后將信息集中在一個節(jié)點上，發(fā)送給觀察者。</p><p>　　1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡的特點</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡與其他無線通信技術相比較，其特征如下：</p><p>　　1、拓撲變化。假若有新的節(jié)點加入網(wǎng)絡，或之前的節(jié)點因各種原因離開網(wǎng)絡，或其他的改變而使一些節(jié)點暫時無法實現(xiàn)通

22、信時，網(wǎng)絡結構能夠做出適當?shù)恼{整從而改變拓撲結構以致順利完成通信。</p><p>　　2、自組織。無線傳感器網(wǎng)絡可以根據(jù)自己的算法，自己組織成網(wǎng)絡，不管在何時何地都可以把覆蓋的范圍內的節(jié)點組織起來。</p><p>　　3、以數(shù)據(jù)為中心。在實際的應用中，無線傳感器網(wǎng)絡主要目的是獲得用戶所監(jiān)測區(qū)域內的相關數(shù)據(jù)。</p><p>　　4、規(guī)模大，密度高。無線傳感器網(wǎng)絡

23、可以在檢測區(qū)內分布更多的節(jié)點，來提高網(wǎng)絡的覆蓋范圍和面積。</p><p>　　5、可靠性強。無線傳感器網(wǎng)絡可以分布在一些環(huán)境惡劣或者無人區(qū)域，這樣，以致于網(wǎng)絡維護變得相當困難。所以要求傳感器網(wǎng)絡節(jié)點要很堅固而且不易破壞，更要適應那些較為極端的環(huán)境。</p><p>　　6、安全性差。由于采用了無線信道、分布式控制技術，所以網(wǎng)絡就會更容易受到被動竊聽、主動入侵等攻擊。</p>

24、<p>　　1.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡的應用</p><p>　　鑒于傳感器技術和節(jié)點間的無線通信能力，無線傳感器網(wǎng)絡就有廣闊的應用前景：</p><p>　　1、軍事應用。無線傳感器網(wǎng)絡的相關研究最早起源于美國的軍事應用領域。他能夠實現(xiàn)對敵軍地形和兵力布防及裝備的偵查、戰(zhàn)場實時監(jiān)視、戰(zhàn)場評估、定位攻擊目標和搜索等功能。如美國BAE系統(tǒng)公司為提高美國的電子戰(zhàn)能力而研發(fā)的“狼群

25、”地面無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，就是一個典型的無線傳感器網(wǎng)絡。</p><p>　　2、醫(yī)療應用。通過無線傳感器網(wǎng)絡可以實時的檢測人體的生理數(shù)據(jù)、健康狀況，還可以進行醫(yī)院藥品的管理、以及遠程治療等。</p><p>　　3、工業(yè)應用。包括建筑設施的安全性監(jiān)測系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、車輛的跟蹤系統(tǒng)，在一些危險的工作環(huán)境，如核電站、礦井等，可利用無線傳感器網(wǎng)絡探測工作現(xiàn)場及他們的安全保障等重要信息并反饋

26、給觀察者。</p><p>　　4、家庭應用。把傳感器嵌入到家具或者家電中，然后將其和因特網(wǎng)連接起來，將傳感器得知的信息通過網(wǎng)絡傳遞給人們，并讓人們可以控制家電家具，為人類提供舒適、方便和更具人性化的智能家居環(huán)境。用戶可以遠程控制家中的電話、電腦、電飯鍋、錄像機等等讓其完成相應的工作。</p><p>　　1.1.4 本文研究方向</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟

27、和科學技術水平的提高，特別是計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術、控制技術的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。家居智能化也正是在這種形勢下應運而生的。</p><p>　　所以本文主要以智能家居系統(tǒng)為研究方向。</p><p>　　1.2 智能家居的研究意義和現(xiàn)狀</p><p>　　近年來計算機、通信技術和自動控制技術的發(fā)展，己經(jīng)大大

28、地改變了人們的工作方式，極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，為社會創(chuàng)造了巨大的財富。然而相比之下，帶給個人和家庭生活的好處卻比較有限。</p><p>　　1.2.1 智能家居的研究意義</p><p>　　傳統(tǒng)的居家方式并沒有因信息時代的到來而產(chǎn)生多大變化．家電產(chǎn)品種類越來越多，以致于分散控制給人們帶來了極大的不便，所以家庭幾乎成為信息時代的孤島．在這樣的背景下，人們就開始關注居住的環(huán)境，注重

29、我們家居環(huán)境的健康、安全、便捷和舒適，例如如何有效地在我們居住環(huán)境中組建家庭的信息網(wǎng)絡，如何將各種家電產(chǎn)品結合成一個有機整體，并通過相關設備對家中的電器或者其他設備進行異地操控與管理，并且還要能夠與外界進行信息交流，更好地為人們提供我們居住環(huán)境內的各類信息。目標是為了開發(fā)一個網(wǎng)絡化、智能化、數(shù)字化的新型住宅。從而引發(fā)了一個極具有吸引力的市場：智能家居系統(tǒng)。</p><p>　　1.2.2 智能家居研究的現(xiàn)狀&l

30、t;/p><p>　　在國外，智能家居己經(jīng)獲得長足發(fā)展，自世界上第一幢智能建筑于1984年在美國康涅迪格州出現(xiàn)后，美國、澳大利亞、歐洲和東南亞等經(jīng)濟比較發(fā)達的國家和地區(qū)先后提出了各種智能家居的設計方案。如今，美國有近4萬戶家庭安裝了這類系統(tǒng)，在新加坡有近50個社區(qū)的近8000戶家庭采用了這種智能化家居系統(tǒng)。美國智能家居行業(yè)公司PARKS的統(tǒng)計資料顯示：1998年，美國家庭要安裝一個家庭自動化系統(tǒng)設備所需的平均費用在7

31、000到9000美元之間，價格雖然有點昂貴，但是目前的費用已經(jīng)太大降低。預計在今后的幾年內，家庭自動化市場的年平均增長率為8%。</p><p>　　在國內．智能家居系統(tǒng)盡管起步比較晚，但是有一種風靡之勢。目前．建設部已經(jīng)批準9個普及型網(wǎng)絡社區(qū)，而北京市已經(jīng)計劃建設30個網(wǎng)絡社區(qū)．總戶數(shù)將達3萬戶，按照建設部的初步計劃，到2012年，大中城市中60％的住宅要實現(xiàn)家居智能化。</p><p>

32、;　　2001年是各個公司和科研機構從規(guī)劃到實際研發(fā)的最為關鍵的一年。就像以往類似的產(chǎn)品(如彩電、VCD及DVD)在我國的發(fā)展過程一樣。起初有些機構和公司開始先引進一些國外的系統(tǒng)和產(chǎn)品，配置在一些豪華的公寓和住宅中，但由于沒有智能家庭所需的接口標準，可選配的智能家用設備也就比較少，同時也就限制了智能家庭網(wǎng)絡的發(fā)展。直到2002-2003年有相當一部分中高檔的住宅小區(qū)和私人住宅，在控制和管理上實現(xiàn)一般意義上的智能化，寬帶網(wǎng)將進入一般居民的

33、住宅和小區(qū)，為智能家庭網(wǎng)絡功能的完善提供一定的條件。</p><p>　　國內一些公司的網(wǎng)絡產(chǎn)品將逐漸進入市場，一些國外的系統(tǒng)和產(chǎn)品也將在這一年開始以較大的規(guī)模進入中國市場，開始在市場上與中國的產(chǎn)品接觸。我國關于智能家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)的各種標準也將陸續(xù)出臺，各種具有一定智能的終端產(chǎn)品，例如智能家電或者其他設備，也將根據(jù)這些標準陸續(xù)研發(fā)出來，并逐步進入市場。換句話說：智能家庭網(wǎng)絡的市場將逐步形成了。</p>

34、<p>　　到2003-2004年，是智能家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)在中國予以推廣應用的兩年，我國自行研制的系統(tǒng)已經(jīng)較為成熟，并有能力與國外的系統(tǒng)和產(chǎn)品相抗衡。新建的住宅和小區(qū)大部分將配備一定的智能化設施和設備。國內對于ZigBee技術和智能家居系統(tǒng)的研究主要集中在高校和研究院所，如中科院計算所的寧波分所就在專門從事這方面技術的研究。 </p><p>　　在國內的一些大學，如浙江大學，上東大學等也在進行Zi

35、gBee組網(wǎng)也應用的研究，利用國外廠商的開發(fā)平臺和芯片建立ZigBee網(wǎng)絡，并應用于只能家居，無線抄表，物流管理，環(huán)境監(jiān)測方面。隨著我國對無線技術研究的深入，我相信將會有更多的國產(chǎn)ZigBee產(chǎn)品投入市場。</p><p>　　1.3 幾種常用的短距離無線通信技術</p><p>　　如今，存在有很多種短距離無線通信技術，在此我將這些相關技術進行簡要地介紹并作出比較，目的在于更好地了解它

36、們各自的技術領域和應用領域。</p><p>　　1.3.1 幾種常用的短距離無線通信技術</p><p>　　幾種常見的短距離無線通信技術：藍牙技術、超寬帶（UWB：Ultra-Wide Band）無線技術、Wi-Fi(IEEE 802.11 Wireless Fidelity) 、IrDA（Infrared）紅外技術、ZigBee（IEEE 802.15.4）等技術。</p&g

37、t;<p>　　藍牙技術：是使用2.4GHz的ISM公用頻道的一種低成本、短距離的無線接入技術，主要應用于近距離的數(shù)據(jù)和語言傳輸業(yè)務。它是一種支持設備短距離通信的無線電技術。他能夠在包括移動電話、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用藍牙技術，能夠有效地簡化移動通信設備之間的通信，也能夠成功地簡化與因特網(wǎng)之間的通信，從而使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。</p><p>　　超

38、寬帶（UWB）：是一個新興的高速短距離通信技術，根據(jù)2002年2月14日美國FFC（Federal Communication Commission，聯(lián)邦通信委員會）從信號帶寬的角度給出了UWB信號的確切定義：UWB信號是指“－10dB功率點處的相對帶寬大于25％或射頻的絕對帶寬大于1.5GHz”的信號。該技術覆蓋的頻譜范圍為3.1～10.6GHz，頻譜范圍很寬，但是發(fā)射功率非常低，低于－41dbm。在短距離（13m以下）有很大優(yōu)勢，最

39、高傳輸速度可達1Gb/S。而傳統(tǒng)的窄帶技術在長距離、低速傳輸具有優(yōu)勢。UWB技術目前可以支持114Mb/S的傳輸速度，距離13m完全可以滿足短距離家庭娛樂應用需求，直接傳輸寬帶視頻數(shù)碼流。</p><p>　　Wi-Fi：使用IEEE 802.11b或802.11a無線電技術提供安全、可靠、快速的無線連通的技術。Wi-Fi網(wǎng)絡可以使用電腦來連接互聯(lián)網(wǎng)。Wi-Fi網(wǎng)絡在無執(zhí)照的2.4和5千兆Hz的無線電頻帶經(jīng)營，數(shù)

40、據(jù)速率可達11Mbps(802.11b)～54Mbps（802.11a），或包含以上兩條頻帶的產(chǎn)品（雙重頻帶）。Wi-Fi覆蓋范圍很廣，可達100m，但其電波易受干擾速度較快。提供個人及公司內部人員使用局域網(wǎng)，用戶不再使用Cable上網(wǎng)。由于使用電波作為傳送媒介，資料也可能被截取，這也就成為用戶擔心的問題所在?，F(xiàn)在Wi-Fi產(chǎn)品利用WED（Wired Equivalent Privacy）技術對資料進行加密，以防止被竊取或者篡改。<

41、;/p><p>　　紅外技術：1993年，由20多個大廠商發(fā)起成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（IrDA：Infrared DataAssociation）統(tǒng)一了紅外通信標準，該標準就是紅外（IrDA）技術，最初傳輸速率為4Mbps，目前其傳輸速率已經(jīng)達到了16Mbps,采用4PPM調制解調。紅外通訊一般采用紅外波段內的近紅外線、波長0.75μm和25μm之間。由于波長短，對障礙物的衍射能差，通信距離通常最大不超過10m，并且通信

42、角度不能超過30。，所以更適合應用在需要短距離無線點對點場合。目前其應用已相當成熟，其規(guī)范協(xié)議主要有：物理層規(guī)范、連接建立協(xié)議和連接管理協(xié)議等。</p><p>　　ZigBee技術：ZigBee技術是一種新興的短距離無線通信技術，ZigBee技術并不是完全獨有、全新的標準，它的物理層、MAC層和鏈路層采用了IEEE802.15.4協(xié)議標準，但在此基礎上進行了完善和擴展，其網(wǎng)絡層、應用會聚層和高層應用規(guī)范（API

43、）由ZigBee聯(lián)盟進行了制定，ZigBee無線技術在應用時使用底層的IEEE 802.15.2協(xié)議標準，上層網(wǎng)絡層、應用層和高層應用層使用的是ZigBee協(xié)議。在標準規(guī)范制訂方面，主要是IEEE 802.15.4小組與ZigBee Aliance兩個組織，兩者分別制訂硬件與軟件標準。</p><p>　　ZigBee協(xié)議依據(jù)802.15.4標準，在數(shù)千個微小的ZigBee設備間相互協(xié)調實現(xiàn)通信。這些設備只需要很

44、少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個設備傳到另一個設備，所以它們的通信效率非常高。IEEE 802.15.4規(guī)范是一種經(jīng)濟、高效、數(shù)據(jù)低速率（<250kbps）、工作在2.4GHz（全球，中國只能用這個）、868 MHz（歐洲）和915MHz（北美）的無線技術，它是ZigBee應用層和網(wǎng)絡層協(xié)議的基礎。ZigBee技術具有以下的特點：低功耗、成本低、時延短、網(wǎng)絡容量大、可靠、安全、數(shù)據(jù)傳輸速率低等。</p>

45、<p>　　表1-1從系統(tǒng)開銷、電池壽命、網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量和物理范圍等幾個方面對上述幾種短距離的無線通信方式進行了綜合性的比較。</p><p>　　表1-1 五種無線通信方式的比較</p><p>　　1.4 ZigBee技術的特點</p><p>　　經(jīng)上表的對比，我們不難看出ZigBee技術在家庭網(wǎng)絡中據(jù)有其他短距離通信技術無可比擬的應用優(yōu)勢。&l

46、t;/p><p>　　Zigbee主要優(yōu)點如下：</p><p>　?。?）可靠：采用了碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的沖突和競爭。MAC層可以完全采用確認的數(shù)據(jù)傳輸機制，也就是說，每個將要發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接受方的確認信息；</p><p>　?。?）省電：由于收發(fā)信息功耗低、工作周期短、并且采用了休眠模式，zigb

47、ee技術可以確保使用兩節(jié)五號電池支持，一個節(jié)點工作時長可達6個月甚至2年之久，當然不同的應用功耗是不同的，應看具體的設計；</p><p>　?。?）成本低：模塊的初始成本估計在1.5到2.5美元之間；</p><p>　?。?）安全：zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用AES-128，同時各個應用可以靈活確定其安全屬性；</p><p>　　（

48、5）時延短：針對時延敏感的應用做了相應的優(yōu)化，通信時延和休眠狀態(tài)激活的時延都非常的短。設備搜索時延典型值為30ms，休眠時延典型值為15ms，活動設備信道接入時延值為15ms；</p><p>　　（6）網(wǎng)絡容量大：一個zigbee網(wǎng)絡可以最多容納254個從設備和一個主設備，一個區(qū)域內可以同時最多存在100個zigbee網(wǎng)絡。</p><p>　　鑒于以上比較，ZigBee這個新技術的確有

49、很大的優(yōu)勢，所以設計中的家庭網(wǎng)絡采用ZigBee技術。</p><p><b>　　1.5 本文工作</b></p><p>　　本文從分析IEEE802.15.4和ZigBee協(xié)議入手，了解通信系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的一般開發(fā)原則，選擇合適的軟硬件平臺。采用Freescale公司一站式解決方案，采用MC13192作為RF射頻模塊，MC9S08GT60作為微控制器（MCU

50、），設計出一個基于ZigBee的無線數(shù)傳終端模塊。</p><p><b>　　第二章 總體設計</b></p><p>　　在對幾種短距離無線技術介紹后以后，我們選擇了適當?shù)男酒?，接下來將要具體設計其硬件連接電路。</p><p>　　2.1 嵌入式系統(tǒng)設計指導原則</p><p>　　在進行任何系統(tǒng)的開發(fā)之前，必

51、須了解該類系統(tǒng)的一般特性，了解并掌握開發(fā)所必須遵循的一般原則。</p><p>　　2.1.1 嵌入式系統(tǒng)的概念</p><p>　　一般認為，嵌入式系統(tǒng)是相對于通用計算機系統(tǒng)而言的，IEEE對嵌入式系統(tǒng)也有了相應的定義：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置”（Devices used to control, monitor or assist the operation of

52、equipment, machinery or plants）。而在國內普遍認同的嵌入式系統(tǒng)定義：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可以進行適當裁減，以適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。</p><p>　　2.1.2 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程</p><p>　　由于嵌入式系統(tǒng)運行在特定的目標環(huán)境中，而且該目標環(huán)境又面向特定的應用領域，功能也比較

53、專一，所以就需要軟硬件協(xié)同設計。該方法要求在設計時從系統(tǒng)功能的實現(xiàn)考慮，把實現(xiàn)時的軟硬件同時考慮進去，既可最大限度地利用有限資源，縮短開發(fā)的周期，又能取得更好的設計效果。</p><p>　　2.2 Zigbee網(wǎng)絡總體設計方案</p><p>　　設計一個基于zigbee的智能家居網(wǎng)絡（一個星型網(wǎng)絡），由一個網(wǎng)絡協(xié)調者和若干個網(wǎng)絡終端節(jié)點設備構成。網(wǎng)絡協(xié)調者負責網(wǎng)絡的管理工作，而終端節(jié)

54、點設備一方面采集模擬數(shù)據(jù)，同時把這些模擬數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡發(fā)送給協(xié)調者。由于本方案的設計重點在軟件設計，因此并沒有著重考慮設備的功耗和成本，因此在硬件平臺選型時，可能并非是成本最低的方案，而是為了軟件調試的方便，選擇了功能相對較強的處理器。軟件平臺的選擇同樣有此因素，在選擇時考慮了調試和編程的方便忽略了額外開銷的成本。由于本設計需要，只設計一個終端模塊。</p><p><b>　　2.3 硬件平臺&l

55、t;/b></p><p>　　在總體方案確定下來以后，就要開始對硬件平臺進行選型。選擇一個功能和成本都比較合適的硬件，是進行具體開發(fā)的第一步。</p><p>　　2.3.1 選型原則</p><p>　　硬件平臺選型主要是處理器的選擇，最終的選擇必須滿足以下的測試：</p><p><b>　?。?）是否便于實現(xiàn)<

56、/b></p><p>　?。?）是否能提供足夠的性能</p><p>　?。?）是否有合適的操作系統(tǒng)支持</p><p>　　（4）是否有大量合適的開發(fā)工具支持</p><p>　　除了上述通用的選型標準外，針對于Zigbee網(wǎng)絡的特點，還必須有功耗、成本和芯片封裝的限制。Freescale公司是Zigbee聯(lián)盟的重要成員和Zigbe

57、e技術的市場推廣者，為Zigbee提供“一站式”的解決方案，包括完全符合IEEE802.15.4規(guī)范的射頻芯片MC13192/3，以及針對該市場推出的超低功耗控制器系列，包括8位的MC9S08GX系列。本設計選取MC9S08GT60和MC13192來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　由于zigbee具有廣闊的應用前景，世界各大半導體生產(chǎn)廠商紛紛推出了支持IEEE802.15.4標準的無線收發(fā)芯片，比較典型的

58、有飛思卡爾公司的MC13191/13192/13211/13222/13223/13224，ChipCon公司的CC2420,CC2430，Atmel公司的AT86RF210/230等，這些芯片集成了zigbee物理層的功能，并且所需外圍元件少，所以使用起來比較方便。</p><p>　　因為之前我們選擇了飛思卡爾公司的MCU，所以在這里我就選擇了MC13192作為本設計中的射頻模塊。下面介紹MCU和射頻模塊。&

59、lt;/p><p>　　2.3.2 微處理器MC9S08GT60簡介</p><p>　　家庭節(jié)點一般為半功能設備，由電池供電，為延長更換電池的時間，我們選用低功耗處理器，MC9S08GT60是Freescale公司推出的超低功耗系列MC9S08GX中的一款。其主要特性如下：</p><p>　?。?）CPU：HCS08核，最高總線頻率可達40MHz；增加了16位指令

60、，能靈活方便地訪問16位HX寄存器。同時支持1個WAIT和3個STOP模式，對低功耗模式提供全面的支持。</p><p>　?。?）模數(shù)轉換模塊：8/10位的采樣精度；2MHz的采樣頻率，可滿足一般傳感器輸入輸出要求。</p><p>　?。?）存儲器：最精簡的ZigBee協(xié)議棧大約為8K字節(jié)，最完整的ZigBee協(xié)議大約為32K字節(jié)左右，MC9S08GT60有FLASH 60K完全夠用。

61、</p><p>　?。?）背景調試模塊：能利用單線對HCS08核的系列MCU進行方便地寫入和調試，加快開發(fā)的速度并大大降低了調試的難度。</p><p>　　（5）Condewarrior集成開發(fā)環(huán)境：界面友好的IDE，對08核提供完善的C語言支持。</p><p>　　2.3.3 MC13192簡介</p><p>　　MC13192是

62、飛思卡爾公司推出的一種短距離、低功耗，工作于2.4GHz頻段的無線射頻調制解調器。它含有完全符合IEEE802.15.4標準的物理模塊，可用于star、P2P和mesh網(wǎng)絡。配上一款合適的MCU可提一種性價比極高的短距離數(shù)據(jù)傳輸解決方案。MC13192與MCU的接口比較簡單，只需要一個IRQ中斷請求線，四線的SPI和三個控制線。SPI用于MC13192和MCU進行雙向的數(shù)據(jù)通信，MCU對MC13192的配置和控制命令也通過SPI進行。M

63、C1392發(fā)生的事件通過IRQ管腳通知MCU，并由MCU作出相應的仲裁處理。</p><p>　　MC13192的基本性能如下：</p><p>　?。?）16個通信信道</p><p>　?。?）輸出功率：額定輸出為0dB，也可以通過編程提高到最大輸出4 dB。</p><p>　?。?）三種省電模式：</p><p&g

64、t;　　Off模式：電流小于1uA；</p><p>　　Hibernate模式：電流約為1uA；</p><p>　　Doze模式：電流約為35uA（無時鐘輸出）；</p><p>　　（4）片上RAM緩存：為使用價格低廉MCU的簡單應用提供數(shù)據(jù)包收發(fā)的緩存功能；</p><p>　　（5）可編程時鐘頻率輸出供給MCU；</p>

65、<p>　?。?）四個內部定時器：可削減MCU的資源需求。</p><p>　　2.4 節(jié)點具體設計</p><p>　　Zigbee平臺的控制電路硬件設計邏輯比較簡單，但是射頻電路的設計比較復雜，尤其是想達到或超過標準的性能時，需要豐富的射頻電路設計經(jīng)驗。本章給出Zigbee網(wǎng)絡實現(xiàn)的硬件設計方案，即網(wǎng)絡終端節(jié)點的具體硬件設計。</p><p>　

66、　本設計采用的MCU是MC9S08GT60，射頻芯片是MC13192，外圍設備是2個串口。</p><p>　　圖2-1為節(jié)點硬件示意圖它主要由射頻模塊、微處理器和天線組成。</p><p>　　圖2-1 硬件示意圖</p><p>　　2.4.1 CPU支撐電路</p><p>　　MC9S08GT60的支撐電路包括晶振和復位電路。晶振

67、電路由一個4Mhz的晶振和兩個22pf的電容，以及一個10MΩ的電阻組成，具體電路連接如圖2-2所示。復位電路比較簡單，只需要把RESET管腳用一個10KΩ的電阻上拉到Vcc就可以了。</p><p>　　圖2-2 GT60晶振電路</p><p>　　2.4.2 電源電路</p><p>　　微處理器MC9S08GT60的工作電源電壓范圍在2.5V～3.8V，

68、一般給其供應3.3V左右的直流電壓即可。電路比較簡單，輸入電源的電壓寬度為4～6V，通過一個3.3V的直流線性穩(wěn)壓器LT1085-3.3，然后輔助1個10uF電解電容和1個0.1uF的磁片電容濾去雜波就可以。由于模擬電路和數(shù)字電路會相互干擾，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定，可以把模擬電路和數(shù)字電路通過電感或磁珠隔離。</p><p>　　2.4.3 串口通信電路</p><p>　　因為MC9SO8GT

69、60支持了2個串口，每個串口需要2根線：TX和RX，分別進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于串口可能接到電腦的串口外設，因此就會產(chǎn)生電平不匹配的現(xiàn)象，因此需要通過一個電平轉換的集成電路，本設計就選了MAXIM公司的MAX3232，具體線路邏輯示意圖見圖2-3。</p><p>　　圖2-3 串口電路連接圖</p><p>　　2.4.4 GT60與MC13192接口電路</p>&l

70、t;p>　　MC9S08GT6O通過4線SPI接口對MC13192的內部寄存器進行讀寫操作，從而完成 MC13192的控制和數(shù)據(jù)通信。GT60和MC13192的接口電路有8根線：4線的SPI接口用于相互通信，3根控制線和一根中斷線。SPI通信時，MC13192只能作為從機，因此對于MCU而言，MOSI線是發(fā)送數(shù)據(jù)線而MISO線是接收數(shù)據(jù)線，SPI的同步時鐘由GT60在SPSCK管腳上給出，連接到MC13192的SPICLK上。A

71、TTN引腳的作用是MCU將MC13192從低功耗模式下喚醒，而RXTXEN管腳則用來使MC13192工作，也就是起使能的作用。MC13192上產(chǎn)生的所有中斷事件，都通過芯片上的IRQ管腳連接到GT60的IRQ管腳上，當GT60接收到來自MC13192的外部中斷時，此時需要查詢其中斷標志寄存器，來判斷產(chǎn)生中斷事件，并做出相應的處理。在通常情況，為了實現(xiàn)低功耗的功能，射頻芯片的收發(fā)器一般都是處于關閉狀態(tài)的，只有在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的時候才被喚醒

72、，使其處于工作狀態(tài)，這樣就可以大大的降低射頻芯片的功耗，實現(xiàn)低功耗的要求。</p><p>　　當射頻芯片工作異常的時候，MCU也可以通過RST管腳來使復位射頻芯片。這3根控制線都由GT60的GPIO口來進行控制，需要指出的是PTE4和PTE6必須用10K歐的電阻上拉，起作用是防止毛刺來干擾MC13192的正常工作。圖2-4為線路連接的邏輯示意圖。</p><p>　　圖2-4 GT60

73、與MC13192硬件連接電路</p><p>　　MC13192引腳說明：</p><p>　　MOSI——主出從入，表示輸入SPI數(shù)據(jù)；</p><p>　　MISO——主入從出，表示輸出SPI數(shù)據(jù)；</p><p>　　IRQ——低電平有效，產(chǎn)生中斷請求；</p><p>　　ATTN——低電平有效，使射頻模塊從休

74、眠模式向空閑模式轉換；</p><p>　　RXTXEN——高電平有效，當該引腳從低到高切換時，按照編者對SPI的設置，決定具體進行發(fā)送還是接收數(shù)據(jù)。在SPI發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)期間，該引腳保持高電平，傳輸數(shù)據(jù)結束，將該引腳切換為低電平。當其保持低電平時，強制射頻模塊進入空閑模式；</p><p>　　片選端CE——由主機MCU驅動片選端低電平有效信號啟動SPI接口的一次數(shù)據(jù)傳輸。每次數(shù)據(jù)傳輸

75、最少使用三次SPICLK的脈沖組，或者更多。</p><p>　　SPICLK——主機給MC13192提供SPICLK信號。在SPICLK信號的上升沿，數(shù)據(jù)輸入主機或者輸入從機，在SPICLK信號的下降沿，改變數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)。</p><p>　　RST——低電平復位有效的引腳，當其保持低電平，射頻模塊處于待機模式，并且芯片內的RAM和SPI寄存器等內部數(shù)據(jù)丟失，射頻模塊進入空閑模式，SPI

76、處于缺省狀態(tài)。</p><p><b>　　2.5 射頻電路</b></p><p>　　射頻電路的設計是整個硬件設計最復雜、最耗時的部分。由于許多電容電感的參數(shù)跟PCB板的制作材料、厚度有密切關系，其實際值一般都是經(jīng)驗參數(shù)，需要動態(tài)的調整其大小，來滿足性能的要求。</p><p>　　在此電路中，射頻芯片MC13192上有兩組引腳，分別是接

77、收引腳1（RFIN-）和引腳2（RFIN+）。發(fā)送引腳PAO+和PAO-，設計時應考慮到以下幾點：</p><p>　?。?）為減少電磁干擾，差分信號線間距設為19mil左右；</p><p>　　（2）差分信號線的阻抗匹配選為100歐姆；</p><p>　　2.5.1 MC13192支撐電路</p><p>　　MC13192的支撐電路

78、包括電源電路，濾波電路和晶振電路，其邏輯連接如圖2-5。VBATT和VDDINT是電源輸入引腳，MC13192的正常工作電壓為2.0-3.6V，若在在PCB上則必須接一個4.7uF的電容，起穩(wěn)壓作用。VDDA，VDDLO1和VDDLO2為經(jīng)過整流的模擬電壓，須旁接一個100pF的濾波電容。VDD為經(jīng)過內部整流的數(shù)字電壓，旁接一個200pF的濾波電容。VDDVCO為VCO電路供電，同樣須旁路一個220pF的電容。XTAL1和XTAL2外接

79、16MHz的專用于2.4GHz射頻電路的晶振，其旁路電容為10pF。</p><p>　　圖2-5 MC13192的支撐電路</p><p>　　2.5.2 天線電路</p><p>　　用于2.4GHz射頻電路的天線有3種類型：外接直立天線、片式天線和PCB天線。在這三個里面，外接直立天線的性能說最好的，但是體積過大，只能用于對體積無要求的場合；片式天線采用集

80、成電路來實現(xiàn)，其性能一般，而且很難根據(jù)實際來調整本身的性能；相比較而言，PCB天線具有體積優(yōu)勢，有利就有弊，一般而言，它對設計和PCB布線要求說比較高的，在無線傳感器網(wǎng)絡的硬件平臺上應用尤為較多。圖2-6就是天線電路的原理圖。RFIN-和RFIN+為接收通道，2個18pF的電容的作用是為了過濾掉高頻干擾信號，而0.5pF的電容則是為了防止共扼干擾。PAO-和PAO+為發(fā)送通道，這兩個管腳和VDDA連在一起，給發(fā)送通道提供必要的能量。&l

81、t;/p><p>　　圖2-6 天線邏輯電路</p><p><b>　　2.6 本章小結</b></p><p>　　本章在系統(tǒng)總體實現(xiàn)方案的基礎上，主要討論智能家居系統(tǒng)的硬件設計部分。介紹了ZigBee芯片MC13192和MC9S08GT60的硬件結構和應用電路。具體介紹了他們的硬件連接電路以及MC13192射頻模塊的詳細設計。</p

82、><p>　　第三章 軟件的設計</p><p>　　本設計選用Metrowerks公司的codewarrior作為開發(fā)環(huán)境，采用串口通信模式，利用中斷的方法來完成數(shù)據(jù)的雙向通信。為了節(jié)能，節(jié)點一般處于休眠狀態(tài)，當有中斷請求的時候，才被激活。</p><p>　　軟件設計是本設計的核心，關鍵在于軟件的總體架構和數(shù)據(jù)結構的設計。兩個著重要考慮的因素一個是效率，另一個是設

83、計的清晰性。本章從這兩點著手，介紹軟件設計的具體實現(xiàn)。</p><p><b>　　3.1 開發(fā)環(huán)境</b></p><p>　　開發(fā)平臺提供給用戶的開發(fā)環(huán)境是一套CodeWarrior軟件，它可以為飛思卡爾HCS08系列單片機提供高效率、更便捷的開發(fā)環(huán)境。CodeWarrior有以下特點：</p><p>　　1、支持飛思卡爾MCU芯片的匯

84、編、連接和源程序調試；</p><p>　　2、高級的項目管理功能；</p><p>　　3、提供芯片一級仿真和FLASH編程功能；</p><p>　　4、對C/C++最優(yōu)化編譯；</p><p>　　5、數(shù)據(jù)顯示和代碼加密；</p><p>　　6、進行實時的全真代碼在線仿真。</p><p&g

85、t;　　圖3-1是codewarrior的工作界面，由于codewarrior只是作為軟件開發(fā)工具使用，因此本文不對其具體的應用描述。具體可以參考codewarrior應用教程。</p><p>　　圖3-1 Codewarrior工作界面</p><p>　　3.2 硬件驅動程序設計</p><p>　　硬件驅動程序位于系統(tǒng)層，其他程序對硬件的使用都是通過對硬

86、件驅動程序的調用來實現(xiàn)的。</p><p>　　3.2.1 驅動程序總體概要</p><p>　　硬件的控制都是通過對其寄存器的讀寫操作來實現(xiàn)的，在本方案選用的MCU而言，寄存器的訪問是基于內存映射模式的，因此可以設計兩個函數(shù)HwRead（）和HwWrite（），提供統(tǒng)一的寄存器訪問接口，其函數(shù)原型如下：</p><p>　　UINT8 HwRead（UINT16

87、 RegAddress）； /*for MC9S08GT60*/</p><p>　　VOID HwWrite（UINT16 RegAddress,UINT8 Value）； /*for MC9S08GT60*/</p><p>　　硬件驅動程序都設計成直接函數(shù)調用接口，按各硬件模塊進行分類，封裝在單獨的C語言源文件中，具體見表3-1。<

88、;/p><p>　　表3-1 硬件驅動</p><p>　　因為MCU和MC13192的通信是基于SPI模塊的，而且為了通信的效率，MC13192在原始的SPI通信之上又定義了一層SPI協(xié)議，所以在下文就詳細介紹此SPI協(xié)議和MC13192的驅動。</p><p>　　3.2.2 SPI驅動</p><p>　　MCU控制MC13192的所有

89、行為以及數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送都是通過MC13192的4線SPI模塊完成的。SPI模塊被設置成靜態(tài)的模式，因而在訪問內部寄存器的時候，除了SPICLK之外，無需其他的時鐘信號。這就使得MC13192在SPI工作而其他模塊失電的時候，其功耗可以達到很低。</p><p>　　MCU與MC13192之間的協(xié)調工作實際上是通過訪問SPI寄存器實現(xiàn)的，所有的SPI寄存器都被設置為16位的數(shù)據(jù)寬度。</p><

90、;p>　　MCU訪問MC13192的SPI寄存器有兩種方式，一種是簡單的字節(jié)讀寫模式，一種是包模式，稱之為巡回讀/寫模式。</p><p>　　圖3-2 讀字節(jié)訪問時序</p><p>　　對于簡單的字節(jié)讀寫模式，數(shù)據(jù)格式為8位的頭信息加上2個8位的數(shù)據(jù)信息。頭信息指定訪問類型和要訪問的寄存器地址，數(shù)據(jù)信息則為要讀或寫的實際數(shù)據(jù)。讀字節(jié)操作的時序如圖3-2所示，寫字節(jié)操作時序如圖3

91、-3所示，數(shù)據(jù)格式如圖3-4所示。</p><p>　　SPI的數(shù)據(jù)交換被分成兩個部分，一部分為頭信息，頭信息部分固定為8位，另一部</p><p>　　圖3-3 寫字節(jié)訪問程序</p><p>　　分為2字節(jié)的整數(shù)倍的有效數(shù)據(jù)域。對于簡單的讀寫模式，一次SPI的數(shù)據(jù)交換有24位的數(shù)據(jù)信息。頭信息中包含1位的讀寫標志位（R/W）和6位的寄存器地址信息位（低6位），

92、讀寫標志位的作用是為了標明操作類型為向MC13192讀數(shù)據(jù)還是寫數(shù)據(jù)，當R/W＝0時，為寫操作，R/W＝1時，為讀操作。6位的地址信息位可以尋址64個SPI寄存器，同時這個地址信息可以為巡回讀/寫提供一個起始地址。</p><p>　　圖3-4 簡單字節(jié)讀寫模式的數(shù)據(jù)格式</p><p>　　MC13192除了提供簡單的字節(jié)讀寫操作外，還提供了一種稱為巡回讀/寫模式的操作，可以用一個頭信

93、息，而操作多個連續(xù)的SPI寄存器，此時，頭信息中的地址信息為待訪問的連續(xù)寄存器塊的起始地址。</p><p>　　這種讀寫方式一般用在以下場合中：MCU快速配置MC13192；方便快速的訪問16位寬度以上的寄存器；用合適的方式訪問片上RAM的數(shù)據(jù)。圖3-5和圖3-6給出了該模式下對片上RAM的讀寫過程。</p><p>　　圖3-5 RAM塊讀流程

94、 圖3-6 RAM塊寫流程</p><p>　　3.2.3 SPI通信程序</p><p>　　微控制器GT60和射頻芯片MC13192之間四線制的SPI通信程序如下：</p><p>　　uintl6 drv read_spi l(uint8 addr){ /*SPI讀函數(shù)*/</p><p>　　ui

95、ntl6_w； /*w[O]是高字節(jié)，w[1]是低字節(jié)*/</p><p>　　uint8_temp_value； /*用來暫存SPI數(shù)據(jù)寄存器的值*/</p><p>　　temp_value=SPI1S； /*清狀態(tài)寄存器*/</p>&

96、lt;p>　　temp_value=SPI1D； /*清接收數(shù)據(jù)寄存器*/</p><p>　　irq_value=IRQSC； /*保存IRQSC的值*/</p><p>　　MC13192_IRQ_SOURCE=irq_value&～(0x06)； /*禁止MC13192

97、產(chǎn)生中斷請求*/</p><p>　　AssertCE /*使能MC13192的SPI接口*/</p><p>　　SPI1D=addr＆0x3F)1 0x80； /*寫人要訪問的6位地址，設置讀*/</p><p>　　while(!(SPI1S_SPRF))；

98、 /*等待接收滿標志SPI1S_SPRF置1*/</p><p>　　Temp_value=SPI1 D；</p><p>　　SPI1D=addr；</p><p>　　while(!(SPI1S_SPRF))；</p><p>　　((_uint8_*)&w)[0]=SPI1D； /*

99、將高字節(jié)存人w[0]*/</p><p>　　3.2.4 MC1392驅動</p><p>　　MC13192的驅動主要是在hwdrf.c文件中，MC13192有48個片上寄存器，MCU通過SPI模塊對這些片上寄存器進行讀寫，實現(xiàn)對MC13192的控制。MC13192的寄存器為16位，而地址為8位，訪問的函數(shù)原型如下：</p><p>　　VOID SPIDrvW

100、rite（UINT8 u8Addr,UINT16 u16Content）； /*對寄存器進行寫入*/</p><p>　　UINT16 SPIDrvRead（UINT8 u8Addr）； /*讀寄存器*/</p><p>　　表3-2 MC13192的工作模式</p><p>　　上電復位后，MC13192進入OFF模式，經(jīng)

101、過25ms后，MC13192進入IDLE模式，在此模式中，MC13192接受來自GT60的各種控制命令，并在相應的模式之間進行切換，具體切換狀態(tài)見圖3-7。</p><p>　　圖3-7 MC13192模式切換</p><p>　　MC13192有多種工作模式，可分成兩種類型，一類是活動模式，一類是低功耗模式，具體可分為7種模式，各種模式對硬件的要求不同，模式之間的轉換條件及轉換時間也不

102、同，各模式對數(shù)據(jù)的影響也不同，具體的工作模式參見表3-2。</p><p>　　MC13192具有中斷能力，且有一根中斷線可以與MCU的IRQ管腳連接，當MC13192發(fā)生中斷時，通過觸發(fā)MCU的IRQ中斷，MCU的中斷處理程序還要檢查MC13192的中斷狀態(tài)標志，來判斷實際的中斷源。</p><p>　　圖3-8 MC13192中斷處理流程</p><p>　　

103、圖3-8描述了實際的中斷處理過程，在進行實際中斷之前，必須進行軟件去毛刺過程，防止產(chǎn)生誤中斷。此外，MC13192還具有中斷屏蔽功能，只有那些沒有被屏蔽的中斷才能進行實際的中斷處理。</p><p>　　3.3 硬件初始化</p><p>　　初始化的過程分為兩個階段：第一個階段為MCU上電初始化，包括PLL設置、看門狗設置，堆棧初始化，C語言環(huán)境的建立；第二個階段是前一階段的基礎上，進

104、行操作系統(tǒng)的初始化，包括各種堆棧的初始化，硬件資源的初始化，建立各種任務和資源。</p><p>　　圖3-9描述了MCU的初始化的一般流程。</p><p>　　圖3-9 MCU初始化流程</p><p>　　3.4 系統(tǒng)程序的設計</p><p>　　流程圖如圖3-10，主程序源代碼見附錄。</p><p>　

105、　圖3-10 系統(tǒng)程序流程圖</p><p><b>　　本章小結</b></p><p>　　本章首先介紹了相關的硬件驅動和MC13 192驅動部分。其中MC13192的硬件驅動部分介紹了它的單字節(jié)讀寫和巡回讀寫兩種通信模式并在這兩種通信模式基礎上實現(xiàn)了對MC13192寄存器和片上緩沖RAM的訪問。它的驅動部分主要包括它輸出時鐘的選擇設置、運行狀態(tài)的切換和產(chǎn)生中斷

106、的處理流程，并在運行狀態(tài)的切換中介紹了MC13192運行狀態(tài)和相互切換所需的條件。最后給出系統(tǒng)流程圖。</p><p>　　第四章 全文總結與展望</p><p>　　智能家居網(wǎng)絡的研究，是當今社會IT前沿技術之一，也是研究熱點，在國內，雖然說是剛剛起步，但是具有廣泛的應用前景，所以很值得我們投入時間和精力。一方面，我們應該去研究基礎的無線網(wǎng)絡通信原理，另一方面，我們更應該把目前所研究出

107、的成果市場化，通過具體的應用實踐來檢驗我們的研究成果。</p><p>　　隨著研究的深入，相關技術的日益成熟，和市場化的到來，智能家居將會走進我們的每家每戶。本文所作的研究知識起點中的起點，今后要進一步加強基礎知識的研究，使WSM的應用更加廣泛，爭取為社會做一份貢獻。</p><p>　　本文研究工作的展望：</p><p>　?。?）進一步完善基于ZigBee技

108、術的智能家居系統(tǒng)，使其在功能上和性能上實現(xiàn)產(chǎn)品化，就像電視、電話等家用電器一樣走進每一個家庭。</p><p>　?。?）我們應該充分利用計算機技術、網(wǎng)絡技術、控制技術，使家庭內每一個家用電器和設備都能通過無線設備形成獨立的網(wǎng)絡，并和因特網(wǎng)相連，從而從真正意義上實現(xiàn)家居的信息化、網(wǎng)絡化、智能化。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&l

109、t;p>　　[1] 中國ZigBee 聯(lián)盟. ZigBee 技術探析[D] . 技術手冊, 2004 (8) :200-203.</p><p>　　[2] 劉驪,江虹,呂楊. 基于ZigBee 技術的嵌入式無線網(wǎng)絡平臺的研究[J] . 昆明理工大學學報: 理工版,2007 ,32 (1) :40-44.</p><p>　　[3] 張維勇,馮琳. ZigBee 實現(xiàn)家庭組網(wǎng)技術的研