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

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

2、建立了一個基于ZigBee協(xié)議棧的軟件使用平臺。(一)研究與分析：Microchip ZigBee協(xié)議棧是一個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。本文對協(xié)議棧內(nèi)部的程序流程、數(shù)據(jù)結構、重要參數(shù)、原語和函數(shù)都進行了較深入的研究分析。參考和查閱了目前關于ZigBee的大量重要的中文文獻和英文文獻，研究的范圍主要包括應用支持子層和網(wǎng)絡層。(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，本文對協(xié)議棧提供的資源進行了較詳細的研究，開發(fā)了一個使用協(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Microchip ZigBee協(xié)議棧程序中地址分配等部分進行了改進，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協(xié)議棧所做的改進的基礎上，建立了一個基于ZigBee協(xié)議棧的軟件使用平臺。 第二項，設計開發(fā)了三類節(jié)點，設計制作了

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

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