基于IEEE1451標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)變送器模塊的設(shè)計(jì)

　　2.4 ZigBee協(xié)議的APS層

　　應(yīng)用層包括應(yīng)用支持層(APS)、應(yīng)用框架(AF)和ZigBee設(shè)備對(duì)象。

　　支持層(APS)：主要包括APS層協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU的處理、APS數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制和節(jié)點(diǎn)間的應(yīng)用對(duì)象綁定。

　　應(yīng)用框架(AF)：為各個(gè)用戶(hù)自定義的應(yīng)用對(duì)象提供了模板式的活動(dòng)空間，為每個(gè)應(yīng)用對(duì)象提供了鍵值對(duì)服務(wù)和報(bào)文服務(wù)供數(shù)據(jù)傳輸使用。

　　ZigBee設(shè)備對(duì)象：主要包括設(shè)備服務(wù)發(fā)現(xiàn)。

　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本文設(shè)計(jì)了WTIM模塊。該模塊用于采集和處理數(shù)據(jù)，并通過(guò)SPZB260模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給NCAP，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了TEDS（Transducer Electronic Data Sheet）、IEEE1451.5標(biāo)準(zhǔn)。SPZB260是專(zhuān)門(mén)用于嵌入式開(kāi)發(fā)的低功耗ZigBee模塊。

　　3.1 WTIM模塊

　　WTIM模塊主要包括STM32F103C微控制器、SPZB260模塊、信號(hào)調(diào)理器和傳感器。其架構(gòu)圖如圖3所示。其中，SPZB260模塊是與NCAP通信的模塊。

圖3 WTIM模塊架構(gòu)圖

　　ADC在數(shù)據(jù)采樣中，使用了一階濾波算法：Y(n)=αX(n) (1-α)+Y(n-1)。式中：α為濾波系數(shù)；X(n)為本次采樣值；Y(n-1)為上次濾波輸出值；Y(n)為本次濾波輸出值。

　　3.2 TEDS

　　IEEE1451每一層中都有與之對(duì)應(yīng)的TEDS。本文實(shí)現(xiàn)了PHYTEDS、MetaTEDS和TransducerChannel TEDS。其通用格式為：

　　structXXX_TEDS {

　　UInt32 TEDSlength;

　　TLV;

　　……

　　TLV;

　　UInt16 Checksum;

　　}

　　TEDSlength：XXX_TEDS結(jié)構(gòu)體中除了TEDSlength之外所有字段的長(zhǎng)度和。

　　TLV：一種包含類(lèi)型(Type)、長(zhǎng)度(Length)、值(Value)三個(gè)字段的結(jié)構(gòu)體。

　　Type：XXX_TEDS各個(gè)TLV的ID。對(duì)于不同的TEDS，即使TLV的ID相同，代表的實(shí)際意義也不同。

　　Length：表示TLV結(jié)構(gòu)體中Value字段的長(zhǎng)度。

　　Value：該字段填充的是具體的TEDS信息。

　　Checkum：提供了對(duì)XXX_TEDS中之前字段（包括TEDSlength和所有TLV字段）的校驗(yàn)和。

　　校驗(yàn)和計(jì)算公式如下：Checksum=0xFFFF-∑TEDSlength+2i=1TEDSOctet(i)