智能家居系統(tǒng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
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3．1 主控芯片
選用CC2430芯片作為無線收發(fā)器和數(shù)據(jù)處理及控制器。CC2430在單個(gè)芯片上整合了ZigBee射頻前端、內(nèi)存和微控制器。它采用增強(qiáng)型8051MCU、32／64／128 kB閃存、8 kBSRAM等高性能模塊，還包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、幾個(gè)定時(shí)器、AES-128協(xié)同處理器、看門狗定時(shí)器。32 kHz晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電路以及21個(gè)可編程I／O引腳。
3．2 無線模塊設(shè)計(jì)
1)協(xié)調(diào)器模塊
協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)由電壓轉(zhuǎn)換模塊、按鍵模塊、LCD模塊、LED指示燈、時(shí)鐘、處理器CC2430、天線等部分組成。CC2430的工作電壓為3～3．3 V，所以要用電壓轉(zhuǎn)換模塊把電壓從5 V降低到3．3 V左右；LED指示燈用來顯示協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息(如是否組網(wǎng)成功)；LCD模塊是用戶和傳感器網(wǎng)絡(luò)的交互界面，用來顯示功最長能菜單，用戶通過按鍵來選擇功能菜單。其電路圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162151.htm
2)傳感器模塊與路由器模塊
傳感器模塊亦即是終端節(jié)點(diǎn)模塊，由傳感器、處理器CC2430、天線、LED指示燈、時(shí)鐘等部分組成。LED指示燈由P1．0、P1．1口控制。傳感器模塊就是在協(xié)調(diào)器模塊的基礎(chǔ)上去掉了LCD，而加入了傳感器。傳感器選用了DHT11溫濕度傳感器，與P0．0口相連，來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集。路由器模塊與傳感器模塊的硬件電路相同，只是在編程實(shí)現(xiàn)功能上有所不同。
4 無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，只有那些可以成為ZigBee協(xié)調(diào)器的設(shè)備才能建立新網(wǎng)絡(luò)。協(xié)調(diào)器首先執(zhí)行信道掃描，如果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)合適的信道，協(xié)調(diào)器就要為新網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)PAN ID，然后協(xié)調(diào)器進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，隨時(shí)響應(yīng)其他節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求。
ZigBee網(wǎng)絡(luò)有兩種設(shè)備類型：全功能節(jié)點(diǎn)(FFD)和半功能節(jié)點(diǎn)(RFD)。RFD為終端節(jié)點(diǎn)，F(xiàn)FD可以作為協(xié)調(diào)器或路由。軟件設(shè)計(jì)包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器程序以及路由器、終端節(jié)點(diǎn)程序。它們均包括初始化程序、協(xié)議棧配置、組網(wǎng)方式配置程序、各處理層設(shè)置程序以及發(fā)射程序和接收程序。初始化程序主要是對(duì)CC2430、協(xié)議棧、UART串口等進(jìn)行初始化；發(fā)射程序?qū)⑺杉臄?shù)據(jù)通過CC2430調(diào)制并通過DMA直接送至射頻輸出；接收程序完成數(shù)據(jù)的接收、遠(yuǎn)傳及返回信息處理。主程序流程如圖4所示。
評(píng)論