線性代數(shù)同濟(jì)答案與

1、ZigBee技術(shù)介紹及應(yīng)用匯報：張興 時間：2014年8月22日2什么是Zigbee？ZigBee是一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（基于IEEE802.15.4），該標(biāo)準(zhǔn)定義了短距離，低數(shù)據(jù)傳輸率的局域網(wǎng)無線通訊協(xié)議。ZigBee：Zigzag + Bee ZigBee發(fā)展背景：為解決無線通訊技術(shù)中功耗大，組網(wǎng)容量小，通訊協(xié)議復(fù)雜的問題，決定在HOME RF基礎(chǔ)上開發(fā)一套新的通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。即802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。具體發(fā)展：2001年 zigbee聯(lián)盟成立。2004年公布zigbee1.0。支持星形網(wǎng)絡(luò)，不支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定性差，僅用于研究。2006年公布zigbee1.1。 TI收購了chipcon，進(jìn)入zig

2、bee陣營。2007年發(fā)布zigbee 2007 。3Zigbee芯片廠家廠家芯片芯片TICC2420 CC2430 CC2431 CC2520 CC2530 CC2531MicroChipMRF24J40MAFreescaleMC13191/92AtmelAT86RF2124目前市面（淘寶）上應(yīng)用最多的是TI的CC2530系列芯片。Zigbee與常見無線技術(shù)對比5名稱名稱傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)速率速率傳輸距離傳輸距離IEEE技術(shù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)典型應(yīng)用場合典型應(yīng)用場合WiFi1-11Mbps30-100m802.11a/b/c/n/g無線internet接入藍(lán)牙1-3Mbps2-10m802.15.1

3、-2無線手持設(shè)備，無線鼠標(biāo)、鍵盤，藍(lán)牙音頻設(shè)備ZigBee20-250Kbps10-200m802.15.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN），油礦參數(shù)監(jiān)測，智能家居ZigBee技術(shù)特點6ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)概念l網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分類：1.協(xié)調(diào)器（Coordinator）：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立，維護(hù)以及與上位機(jī)通訊。2.路由器（Router）:負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的路由，保證數(shù)據(jù)由終端節(jié)點傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器。3.終端節(jié)點（End Device）：負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的采集、命令的執(zhí)行等。l網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋停?.星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?.網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?.數(shù)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。l通訊形式1.廣播形式2.組播形式3.點播形式8Zigbee網(wǎng)絡(luò)組建過程

4、9ZigBee網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念l網(wǎng)絡(luò)分層概念10分層分層作用作用備注備注應(yīng)用層應(yīng)用層用戶應(yīng)用程序主要由ZigBee協(xié)議定義，Zigbee聯(lián)盟負(fù)責(zé)。應(yīng)用框架，應(yīng)用框架，ZDO等等協(xié)議定義的設(shè)備對象網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層Zigbee定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介質(zhì)訪問層介質(zhì)訪問層MAC，硬件地址802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，IEEE負(fù)責(zé)。物理層物理層物理電氣接口參數(shù)什么是協(xié)議棧ZigBee協(xié)議：分為2部分，其中由IEEE802.15.4定義物理層和MAC層，ZigBee聯(lián)盟定義了網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等規(guī)范。ZigBee協(xié)議棧：將各層定義的協(xié)議集合一起，使用函數(shù)形式封裝起來，為用戶提供相應(yīng)的API接口，以便用戶應(yīng)用程序使用。不同廠家提供

5、的協(xié)議?？赡懿煌绾瘮?shù)名稱差異等，但是協(xié)議必須是相同的。TI（德州儀器）提供的zigbee協(xié)議棧為ZStack。該協(xié)議棧提供CC2530的硬件調(diào)用函數(shù)，如串口，GPIO等。11ZStack協(xié)議棧工作原理Zstack：協(xié)議棧是一個任務(wù)事件輪詢式的操作系統(tǒng)。一開始初始化各層后，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，一旦相應(yīng)的事件發(fā)生后，喚醒系統(tǒng)，進(jìn)入中斷處理，如果多個事件同時發(fā)生，根據(jù)優(yōu)先級來依次執(zhí)行。12Zstack工作流程圖13如何使用協(xié)議棧-發(fā)送數(shù)據(jù)在協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，用戶不需要再去關(guān)系協(xié)議棧的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)，只需要調(diào)用相關(guān)的API即可。一般應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時，基本步驟如下：1.配置好設(shè)備類型，調(diào)用協(xié)議棧

6、的組網(wǎng)函數(shù)，加入網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建立及節(jié)點設(shè)備的加入。2.發(fā)送設(shè)備調(diào)用協(xié)議棧的發(fā)送函數(shù)，完成發(fā)送數(shù)據(jù)。3.接收端設(shè)備調(diào)用協(xié)議棧的接收函數(shù)，完成數(shù)據(jù)接收。14數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)如何使用協(xié)議棧-接收數(shù)據(jù)115根據(jù)不同的輸入事件，來判斷和處理發(fā)送的數(shù)據(jù)，本例中根據(jù)AF_INCOMING_MSG_CMD 來處理發(fā)送的數(shù)據(jù)。處理函數(shù)如下：GenericApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )，節(jié)點傳送的數(shù)據(jù)在*MSGpkt結(jié)構(gòu)體里。如何使用協(xié)議棧-接收數(shù)據(jù)216得到的數(shù)據(jù)在pkt結(jié)構(gòu)體里的cmd的data里，該程序主要作用將data數(shù)據(jù)拷貝到變量tempe

7、rature里，然后用串口傳送到上位機(jī)上。afIncomingMSGPacket_t *pkt 結(jié)構(gòu)體17CC2530芯片介紹191.CC2530 是適合2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案.2. CC2530 將RF 收發(fā)功能與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051 CPU相結(jié)合，它擁有系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存64-256K，8-KB RAM。3.含有2個UART接口，4個定時器,1個12-bit ADC。具有電源管理功能，作為節(jié)點設(shè)備時，功耗可以降低很多。4.與TI提供的ZigBee協(xié)議棧配合使用，簡單方便。典型應(yīng)用電路圖20應(yīng)用展示相關(guān)硬件：3個網(wǎng)蜂zigbee模塊，1臺PC電腦。展示功能： 1個zigbee模塊（標(biāo)記C）實現(xiàn)協(xié)調(diào)器功能，負(fù)責(zé)接收節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)。同時利用上位機(jī)顯示和保存發(fā)送的數(shù)據(jù)。 另外2個zigbe