基于ZigBee技術(shù)的信息發(fā)布-訂閱與信號(hào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是繼因特網(wǎng)之后，將對(duì)21世紀(jì)人類生活方式產(chǎn)生重大影響的IT熱門技術(shù)。如果說英特網(wǎng)改變了人與人的交互方式，那么，傳感器網(wǎng)絡(luò)把邏輯信息世界與真實(shí)人類世界相融合，將改變未來人與自然的交互方式。ZigBee技術(shù)就是ZigBee聯(lián)盟推廣的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。 本文研制了一個(gè)在小區(qū)域智能交通模擬平臺(tái)上基于ZigBee技術(shù)的信息發(fā)布/訂閱與信號(hào)控制系統(tǒng)。主要完成的工作有兩項(xiàng)： 第一項(xiàng)，研究與分析協(xié)議棧，使用與開發(fā)協(xié)議棧，

2、建立了一個(gè)基于ZigBee協(xié)議棧的軟件使用平臺(tái)。(一)研究與分析：Microchip ZigBee協(xié)議棧是一個(gè)完全開放源代碼的協(xié)議棧，為深入?yún)f(xié)議棧內(nèi)部的研究提供了條件。本文對(duì)協(xié)議棧內(nèi)部的程序流程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、重要參數(shù)、原語和函數(shù)都進(jìn)行了較深入的研究分析。參考和查閱了目前關(guān)于ZigBee的大量重要的中文文獻(xiàn)和英文文獻(xiàn)，研究的范圍主要包括應(yīng)用支持子層和網(wǎng)絡(luò)層。(二)使用與開發(fā)：Microchip ZigBee協(xié)議棧的所有資源都可以由開發(fā)人員使

3、用，本文對(duì)協(xié)議棧提供的資源進(jìn)行了較詳細(xì)的研究，開發(fā)了一個(gè)使用協(xié)議棧的軟件程序流程。(三)建立：根據(jù)ZigBee聯(lián)盟的協(xié)議規(guī)范《ZigBee Specification》，對(duì)Microchip ZigBee協(xié)議棧程序中地址分配等部分進(jìn)行了改進(jìn)，從而能夠更規(guī)范地使用ZigBee協(xié)議棧。在合理使用協(xié)議棧所提供的資源和本文對(duì)協(xié)議棧所做的改進(jìn)的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)基于ZigBee協(xié)議棧的軟件使用平臺(tái)。 第二項(xiàng)，設(shè)計(jì)開發(fā)了三類節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作了

4、節(jié)點(diǎn)的硬件電路，設(shè)計(jì)開發(fā)了節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)的通信，與小區(qū)域智能交通模擬系統(tǒng)平臺(tái)相銜接，搭建了基于ZigBee技術(shù)的信息發(fā)布/訂閱與信號(hào)控制系統(tǒng)。本文主要設(shè)計(jì)了在電子沙盤顯示屏上的實(shí)物節(jié)點(diǎn)，實(shí)物節(jié)點(diǎn)有三類：信號(hào)控制從節(jié)點(diǎn)、信息發(fā)布/訂閱從節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器主節(jié)點(diǎn)。使用本文所建立的基于ZigBee協(xié)議棧的軟件使用平臺(tái)開發(fā)了節(jié)點(diǎn)軟件程序。節(jié)點(diǎn)的硬件電路包括PIC18F4620單片機(jī)處理器模塊、串口通信模塊、電源模塊、CC2420射頻電路模塊。節(jié)點(diǎn)與上位

5、機(jī)的通信使用RS-232方案，并設(shè)計(jì)了通信幀格式。 在內(nèi)容安排上，文章首先介紹了目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究意義和國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀。第二章詳細(xì)深入的研究與分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigBee協(xié)議棧的應(yīng)用支持子層(APS)和網(wǎng)絡(luò)層(NWK)，各層的服務(wù)接入點(diǎn)(SAPs)包括的部分重要函數(shù)和功能說明。第三章設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)的信息發(fā)布/訂閱與信號(hào)控制系統(tǒng)的硬件。第四章設(shè)計(jì)和開發(fā)了節(jié)點(diǎn)的硬件，詳細(xì)說明了組成節(jié)點(diǎn)的各個(gè)電路模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)