基于ZigBee技術(shù)的無線點(diǎn)餐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言
當(dāng)今世界無線通信技術(shù)發(fā)展迅速，如藍(lán)牙，Wi-Fi，紅外，ZigBee等無線技術(shù)，已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。無線點(diǎn)餐系統(tǒng)將先進(jìn)的Zig-Bee技術(shù)運(yùn)用于傳統(tǒng)的餐飲業(yè)，進(jìn)而提高餐廳的服務(wù)水平和工作效率。目前，應(yīng)用于餐飲行業(yè)的無線通信技術(shù)主要包括紅外技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)和ZigBee技術(shù)等。紅外技術(shù)屬于短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的半雙工通信方式，不適用于網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)；藍(lán)牙技術(shù)成本高，不適合較多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。本研究采用了低速率，低成本，低功耗的ZigBee技術(shù)，設(shè)計(jì)無線點(diǎn)餐系統(tǒng)。

1 無線點(diǎn)餐系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
無線點(diǎn)餐系統(tǒng)主要由點(diǎn)餐終端與服務(wù)臺(tái)終端組成，兩部分通過ZigBee無線模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。點(diǎn)餐終端選用了友善之臂帶有7寸觸摸屏的ARM9開發(fā)板，通過上位機(jī)用戶界面程序可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)餐功能。服務(wù)臺(tái)終端選用一臺(tái)帶有串口／并口的臺(tái)式電腦，連接無線模塊和POS58系列微型打印機(jī)，對(duì)點(diǎn)餐終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)打印小票的功能。
點(diǎn)餐系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 硬件電路的設(shè)計(jì)
2．1 無線通信模塊
CC2430是TI公司推出的用來實(shí)現(xiàn)ZigBee應(yīng)用的系統(tǒng)級(jí)芯片。CC2430內(nèi)部已集成2．4 GHz的射頻核心和8051控制器，外接簡(jiǎn)單的電路便可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收發(fā)功能。這種解決方案能夠有效提高性能并滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2．4 GHz ISM波段應(yīng)用，及對(duì)低成本，低功耗的要求。
圖2為CC2430外圍電路設(shè)計(jì)。

當(dāng)芯片正常工作時(shí)，電容C1，C2連接32 MHz晶振組成高頻晶振電路，用于發(fā)送數(shù)據(jù)。偏置電阻R1用于為32 MHz晶體振蕩器設(shè)置精密偏置電流。芯片休眠時(shí)，電容C3，C4連接32.768kHz的晶振組成低頻晶振電路，降低功耗。電容C5用于去除雜波干擾，防止單片機(jī)錯(cuò)誤復(fù)位。C5，C7，C8是濾波電容，去除雜波干擾使電壓更穩(wěn)定。C10，C11，C12，C13，C14為去耦合電容，用來電源濾波，提高芯片工作的穩(wěn)定性。電路中電容C9，電感L1，L2，L3以及一個(gè)PCB微波傳輸線組成非平衡變壓器，整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足RF輸入／輸出匹配電阻的要求。
2．2 服務(wù)臺(tái)終端
服務(wù)臺(tái)終端選用帶有串口／并口的PC機(jī)。PC機(jī)與無線模塊通過串口連接，和微型打印機(jī)通過并口連接。如圖3所示，ZigBee無線模塊和PC機(jī)通過串口(TXD和RXD)進(jìn)行通信，直接向串口讀寫即可。PC機(jī)向微型打印機(jī)的8位數(shù)據(jù)信號(hào)線DATA0～7發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)選通輸入信號(hào)STB低電平有效，DATA0～7的數(shù)據(jù)只有在有效的STB信號(hào)作用下才能被鎖入打印機(jī)內(nèi)部鎖存器中。打印機(jī)狀態(tài)信號(hào)BUSY高電平有效，表示打印機(jī)正在打印數(shù)據(jù)。