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基于CC2530的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計第一節(jié)無線傳感器網(wǎng)絡一、無線傳感器網(wǎng)絡的根本概念無線傳感器網(wǎng)絡〔WirelessSensorNetworks,WSN〕就是由部署在監(jiān)測區(qū)域中大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng),其目的是協(xié)作地感知、采集、和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息,并發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡的三要素:傳感器、感知對象和觀察者無線傳感器網(wǎng)絡的應用:無線傳感器網(wǎng)絡的應用前景非常廣闊,能夠廣泛應用于軍事、環(huán)境監(jiān)測和預測、健康護理、智能家居、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復雜機械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉庫管理,以及機場、大型工業(yè)園區(qū)的平安監(jiān)測等領域。隨著無線傳感器網(wǎng)絡的深入研究和廣泛應用,它將逐漸深入到人類生活的各個領域。二、無線傳感器網(wǎng)絡的體系結(jié)構無線傳感器網(wǎng)絡通常包括傳感器節(jié)點〔sensornode〕、會聚節(jié)點〔sinknode〕、和管理節(jié)點大量的傳感器節(jié)點隨機部署在檢測區(qū)域內(nèi)部或附近能夠通過自組織方式構成網(wǎng)絡。傳感器節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點處理,經(jīng)過多跳后路由到會聚節(jié)點。最后,還能通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達管理節(jié)點。用戶通過管理節(jié)點對傳感器網(wǎng)絡進行配置和管理,發(fā)布監(jiān)測任務以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點:通常是一個微型的操作系統(tǒng),它的處理能力、存儲能力和通信能力相對較弱通過攜帶能量有限的電池供電。從網(wǎng)絡功能上來看,每個傳感器節(jié)點兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點的終端和路由器雙重功能。除了進行本地信息采集和數(shù)據(jù)處理外,還要對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進行存儲、管理和融合等處
二、無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點結(jié)構傳感器節(jié)點是傳感器網(wǎng)絡的根本單元,一般由處理器模塊、無線通信模塊、傳感器模塊和電源管理模塊組成。器網(wǎng)絡節(jié)點消耗的主要能耗也集中在這個模塊中,所以要考慮通信模塊的工作模式和收發(fā)能耗,這對于降低單個傳感器節(jié)點的能耗以及延長整個傳感器網(wǎng)絡的壽命非常關鍵?!?〕傳感器模塊:傳感器模塊主要由各種類型的傳感器和AD/DC轉(zhuǎn)換等子模塊構成。被監(jiān)測物理信號的類型決定了傳感器單元的類型,而且不同類型的傳感器在功能和能耗方面都存在很大差異??梢愿鶕?jù)我們感興趣的物理信號,使用不同類型的傳感器進行數(shù)據(jù)采集,然后傳送給處理器模塊進行必要的處理?!?〕電源管理模塊:電源管理模塊不但為傳感器節(jié)點提供正常工作所必需的能源,同時提供必要的電源管理機制來延長無線傳感器網(wǎng)絡的壽命。因此,傳感器節(jié)點是一個完整的嵌入式系統(tǒng),要求其各個模塊的性能必須是相互協(xié)調(diào)和高效的,各個模塊的選擇可以根據(jù)實際的應用系統(tǒng)來進行權衡和取舍。三、無線傳感器網(wǎng)絡的特點〔1〕節(jié)點眾多:一般情況下傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸距離遠、速率慢,所以為了獲取精確的信息,通常在監(jiān)測區(qū)域部署大量的傳感器節(jié)點?!?〕網(wǎng)絡自組織:在被部署區(qū)域,傳感器節(jié)點的位置通常是不固定的,甚至是移動的節(jié)點間的相互鄰居關系也不能預先知道,甚至是隨時變化的。這就要求節(jié)點能自動配置和管理,通過拓撲控制和網(wǎng)絡協(xié)議形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳網(wǎng)絡系統(tǒng)?!?〕多跳路由:單節(jié)點通信距離有限。如果希望與其通信能力覆蓋范圍外的節(jié)點通信,那么需要通過中間節(jié)點進行路由。這樣每個節(jié)點既可以是信息的發(fā)起者,也可以是信息的轉(zhuǎn)發(fā)著?!?〕網(wǎng)絡動態(tài)性:節(jié)點可以隨處移動,也可以隨機退出或參加到網(wǎng)絡中。網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構總是處在變化中。〔5〕網(wǎng)絡以數(shù)據(jù)為中心:網(wǎng)絡以數(shù)據(jù)為中心:傳感器是網(wǎng)絡獲取數(shù)據(jù)的根源,沒有了傳感器,網(wǎng)絡也就失去了意義?!?〕面向應用的網(wǎng)絡:傳感器用來感知客觀的物理世界,獲取物理世界的信息量??陀^世界的物理量多種多樣。不同的傳感器應用關系不同的物理量。因此,傳感器對應用系統(tǒng)的要求具有多樣性。因此網(wǎng)絡的部署必須有目的性,沒有哪一種網(wǎng)絡可以適應所有的應用場景。
第二節(jié)基于CC2530的節(jié)點設計
一、無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的設計要求設計傳感器網(wǎng)絡節(jié)點需要考慮以下幾個方面:〔1〕微型化:無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點在保證對目標系統(tǒng)本身的特性不會造成影響的根底上,要求在體積上盡可能的小。在某些應用場合,甚至需要目標系統(tǒng)能夠小到不容易讓人覺察的程度,來完成一些特殊任務。在軟件方面,要求所有的模塊的軟件都應該精簡,沒有冗余代碼,對不同的應用系統(tǒng)需要配套不同的軟件代碼?!?〕擴展性和靈活性:無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點需要定義統(tǒng)一的、完整的外部接口,在需要添加新的硬件部件時,可以再現(xiàn)有節(jié)點上直接添加,而不需要開發(fā)新的傳感器節(jié)點??梢愿鶕?jù)需要開發(fā)多種應用,在相同的硬件平臺上實現(xiàn)多種應用。軟件的擴展性表達在節(jié)點的軟件不需要額外的設備就可以自動升級?!?〕穩(wěn)定性和平安性:傳感器節(jié)點的各個部件都能夠在給定的外部變化范圍內(nèi)正常工作,在給定的溫度、濕度、壓力條件下,傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的各個模塊都要保證正常的功能,所以傳感器節(jié)點必須具有穩(wěn)定性和平安性。穩(wěn)定性在軟件上也要得到保證,一方面要保證邏輯上的正確性與完整性,另一方面保證硬件上出現(xiàn)問題時,能夠及時的感知并采取積極的措施,如協(xié)議棧復位等。〔4〕低本錢:低本錢是無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的根本要求。只有低本錢,才能大量地布置在目標區(qū)域中,也才能表現(xiàn)出無線傳感器網(wǎng)絡的各種優(yōu)點。低本錢也對傳感器節(jié)點各個部件都提出了苛刻的要求。二、芯片選型調(diào)研了目前國內(nèi)外現(xiàn)有典型的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的根底上,總結(jié)出傳感器節(jié)點的設計方式主要有兩種方式:一種是MCU+射頻芯片;一種是集成了MCU+射頻收發(fā)模塊的SOC。上面介紹的典型的傳感器節(jié)點根本上采用的是第一種設計方式,但是這種設計方式用在復雜的環(huán)境如礦井下會產(chǎn)生一些弊端。由于傳感器節(jié)點主要是由單片機與無線通信模塊的組合,而非集成于一個芯片上,這必然需要人為的布置單片機與無線通信模塊的連接,這種組合連接方式的兼容性與芯片之間數(shù)據(jù)傳輸可靠性不如集成方式強,對于礦用器件,應該選用更加可靠的傳輸方式。同時,傳感器節(jié)點各部件的這種組合與集成于一個芯片上設計相比,大大增加了節(jié)點的體積與重量。組合時的可靠性,同時也減小了節(jié)點的體積與質(zhì)量?!?〕CC2530支持最新的ZigBee協(xié)議——ZigBee2007/PRO,而TI之前的SOC射頻芯片CC2430/CC2431等不支持ZigBee2007/PRO協(xié)議棧。ZigBee2007/PRO相對于以前的協(xié)議棧具有更好的互操作性、節(jié)點密度管理、數(shù)據(jù)負荷管理、頻率捷變等方面有重大進步,且具有支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡和低功耗特點。這就使得運用CC2530設計出來的節(jié)點通信距離更遠,組網(wǎng)性能更穩(wěn)定可靠?!?〕CC2530相對于CC2430/CC2431來說性能更優(yōu)、價格更低。價格:由于TI早已停產(chǎn)CC2430/CC2431造成目前市場上的該類產(chǎn)品均為庫存,“求大于供〞每片CC2430有二十多元,每片CC2431的價格更是高大一百元。而每片CC2530的價格大概在十八元。注:CC2431內(nèi)部集成有硬件定位引擎而CC2430內(nèi)部沒有。其他性能二者均相同。性能:以下是CC2530與CC2430/CC2431之間的性能比較:
注:CC2530的引腳描述為:三、CC2530的CPU介紹針對協(xié)議棧,網(wǎng)絡和應用軟件的執(zhí)行對MCU處理能力的要求,CC2530包含一個增強型工業(yè)標準的8位8051微控制器內(nèi)核,運行時鐘32MHz。CC2530增強型8051內(nèi)核使用標準8051指令集,因為:〔1〕每個時鐘周期為一個機器周期而標準8051中是12個時鐘周期為一個機器周期;〔2〕除去被浪費掉的總線狀態(tài)的方式使得使用標準8051指令集的CC2530增強型8051內(nèi)核,具有8倍于標準8051內(nèi)核的性能。由于指令周期在可能的情況下包含了取指令操作所需的時間,故絕大多數(shù)單字節(jié)指令在一個時鐘周期內(nèi)完成。除了速度的提高,CC2530增加內(nèi)核還增加了兩個局部:1〕第二個數(shù)據(jù)指針;2〕擴展了18個中斷源。CC2530的8051內(nèi)核的目標代碼兼容標準8051的微處器。換句話說,CC2530的8051內(nèi)核的目標碼與標準8051完全兼容可以使用標準8051的匯編器和編譯器進行軟件開發(fā),所有的CC2530的8051指令在目標碼和功能上與同類的標準的8051產(chǎn)品完全等價。不管怎樣講,由于CC2530的8051內(nèi)核使用不同于標準的指令時鐘,因此在編程時候與標準的8051代碼略有不同,主要是因為外設如定時器等不同于標準的8051。四、無線射頻電路設計
CC2530內(nèi)部集成的無線通信模塊其內(nèi)核是符合協(xié)議的,支持CRC硬件校驗。CC2420具有完全集成的壓控振蕩器,只需要天線、晶振等少量的的外圍電路元器件就能在2.4GHZ的頻段上工作。CC2420內(nèi)部使用1.8V工作電壓,因此功耗很低,適合用于電池供電的設備;片內(nèi)集成的直流穩(wěn)壓器,能夠把外界提供的3.3V的電壓轉(zhuǎn)化為1.8V電壓。在無線射頻電路的設計中以下內(nèi)容需要考慮:〔1〕阻抗匹配。射頻輸入/輸出匹配電路主要用來匹配芯片的輸入輸出阻抗CC2530最正確的輸入輸出阻抗為50Ω,同時為芯片內(nèi)部的功率放大器(PA)及低噪聲放大器(LNA)提供直流偏置。CC2530的射頻信號采用差分方式,其最正確差分負載是69+29Ω。符合這個要求時,信號傳輸中沒有信號反射產(chǎn)生,這樣就使得到達天線的信號最強。輸出阻抗與制作PCB的板材、線寬、層間距都有關系。所以在制作PCB時,應該向廠家說明輸出局部線路的阻抗匹配要求,由廠家來完成設計和計算,以確保最終的電路板能滿足阻抗匹配要求。注:通常無線射頻電路要求板材的介電常數(shù)越小越穩(wěn)定越好。介電常數(shù)越小,層間的電子移動越少,射頻信號的泄漏也會越小,射頻信號在板上的損失就越小。〔2〕高頻信號泄露。在CC2530中,本振〔LO〕信號尤其需要控制,否那么,耦合到電源層或者輸出信號線中,將對發(fā)送信號造成很大的干擾??刂票菊裥孤兜膸追N有效方法是:選擇高Q值〔Q值表示器件的傳輸能量和器件本身損耗能量的比值。Q值越高表示損耗越小,器件的質(zhì)量越好〕的VCO〔壓控振蕩器〕電感;并且VCO電感需要放置在與VCO相對應的位置。注:本振〔LO〕:就是LC振蕩器.用在超外差接收機中.超外差接收機中有一個振蕩器叫本機振蕩器.它產(chǎn)生的高頻電磁波與所接收的高頻信號混合而產(chǎn)生一個差頻,這個差頻就是中頻.如要接收的信號是900KHZ.本振頻率是1365KHZ.兩頻率混合后就可以產(chǎn)生一個465KHZ或者2265KHZ的差頻.接收機中用LC電路選擇465KHZ作為中頻信號.因為本振頻率比外來信號高465KHZ所以叫超外差?!?〕射頻天線的選擇。射頻天線需要考慮如下一些問題:天線形狀、輸出方向、天線長度、天線的材料。天線的形狀有很多種,有桿狀天線、環(huán)形天線和螺旋天線。從輸出方向上分為全向天線和定向天線,全向天線在水平平面上各個方向都有信號輸出;而定向天線通常只在某些特定的方向上才有信號輸出。對于傳感器節(jié)點應用來說因為不能預期其周圍傳感器節(jié)點的分布狀況,所以一般都要選擇全向天線。一般桿狀天線、螺旋天線和環(huán)形天線都可以在水平平面上實現(xiàn)全向收發(fā),所以都可以考慮使用,只是在體積上有所區(qū)分。天線的長度和射頻信號的頻率相關,一般選取射頻波長的整數(shù)倍或者整分數(shù)倍,對空間有限的應用,,一般采用1/2或者1/4波長的天線。天線的材料一般選用Q值比較低的非屏蔽線電路板上的信號往往要求信號的損失越小越好,所以選擇器件都會選擇Q值比較大的器件,而天線要盡量大地往電磁能量散播的空間中,才能有比較高的效率,所以需要選擇Q值比較小的材料。單極性天線是一種共鳴天線,長度為其波長的1/4。這種天線很容易設計,而且可以被設計為線形,甚至能夠集成到PCB中去。1/4波長的單極性天線的長度可以由式子:L=7125/f獲得。其中f的單位是MHZ,L的單位是cm。對于2450MHZ的單極性天線來說,它的長度是2.9cm。微帶天線是在帶有導體接地板上貼加上導體薄片而形成的天線,它是利用微帶線或者同軸線供電,在導體貼片與接地板之間鼓勵起射頻電磁場,并通過貼片四周與接地板間的縫隙向外輻射。與接地板間的縫隙向外輻射。為了使用少量的元器件以及降低本錢,TI提供了可以應用于CC2530的MicrostripBalun。Balun設計的目的就是使得:在發(fā)送模式時,把差分RF引腳的輸出轉(zhuǎn)化為單端50ΩRF信號;在接收模式時過程正好和發(fā)送模式相反。電阻匹配已經(jīng)直流供電到輸出階段也在巴比倫中執(zhí)行。由于這種設計的具體性能將很大程度依賴于MicrostripLines的布置,所以精確復制參考設計是非常重要的。以及降低本錢,使用單極子的一個不平衡的天線,應該使用一個巴倫來最優(yōu)化性能。巴倫可以使用低本錢的分立電感和電容實現(xiàn)。顯示的推薦巴倫包括C262,L261,C252和L252。
〔4〕PCB設計過程中要注意的是選用器件的封裝、布局的位置都有可能對整個射頻模塊電路的性能產(chǎn)生影響,所以電阻、電容、電感都推薦使用0402封裝的器件,并且要盡量放置在距離CC2530芯片各引腳比較近的位置?!?〕PCB板層設計:射頻模塊的PCB板層推薦使用雙面板進行電路的設計。其中一面放置元器件和走線。兩一面盡量保證一個完整的地平面,并且射頻信號局部不能有任何信號線。五、傳感器模塊設計在無線傳感器網(wǎng)絡中,傳感器模塊是非常重要的,它是采集數(shù)據(jù)的原始來源,同時基于系統(tǒng)通用性考慮,采用的多種傳感器支持在軟件和硬件上兼容。CC2530的外設接口是可配置的,把它的接口用插針引出,根據(jù)不同的應用隨時添加不同的傳感器。我們主要采用是低功耗、低本錢的數(shù)字式傳感器,把采集獲得的感興趣的信息存儲在CC2530的存儲器中,然后把
CC2530通過定時發(fā)送數(shù)據(jù)的方式或是通過超過閾值的方式把數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)模器塊接收。注:電阻R301主要用來為32MHz的晶振提供一個適宜的工作電流;R301為56kΩ六、外圍的接口設計以及節(jié)點電路描述根據(jù)實際需要,傳感器節(jié)點提供用戶接口供接入各種功能傳感器〔包括溫度傳感器、CO傳感器等〕,USB控制器的接口等。1.電源模塊使用穩(wěn)壓芯片TPS73033在輸入2.0V~3.6V情況下,保證輸出穩(wěn)壓3.3V。〔具體的TPS79333的參數(shù)下去可以詳查其Datasheet〕
3、數(shù)碼管顯示模塊為了防止添加傳感器后,數(shù)碼管發(fā)生隨機亮滅的現(xiàn)象。我們需要在IO口與數(shù)碼管的連接處加上鎖存器SN74H373其相關參數(shù)為:電壓范圍:
輸入鉗位電流:+/-20mA輸出鉗位電流:+/-20mA
連續(xù)輸出電流:+/-70mA由此可見,該芯片的主要參數(shù)均符合該設計的相關應用。
3、聲光報警模塊按照國家對礦井下監(jiān)控設備的要求,必須實現(xiàn)聲光報警功能,所以在傳感器節(jié)點的設計中,參加了聲光報警模塊。
4、RS232接口模塊
RS232接口負責節(jié)點與PC之間的通信。其中,SP3232芯片負責RS232電平的轉(zhuǎn)化。
5、JTAG接口模塊
JTAG接口主要是用來連接仿真器,然后再由仿真器來連接PC,對節(jié)點實現(xiàn)程序的下載和在線調(diào)試功能。
注:通過仿真器下載程序過程中用到的引腳只有1、2、3、4、7,也就是說除了電源、地和復位線以外,只需要DC、DD兩個調(diào)試線,其中DC是調(diào)試時鐘信號線,DD是調(diào)試數(shù)據(jù)線。其他信號線TX1、RX1與CC2530的串口相連。9、10兩引腳用來做了普通接口線。
最后協(xié)調(diào)器/網(wǎng)關節(jié)點總體的樣式為:
六、傳感器介紹1.溫度傳感器這里選用美國DALLAS半導體公司推出的數(shù)字化溫度傳感器〔傳感器探頭、數(shù)據(jù)調(diào)理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化-ADC已全部集成有芯片內(nèi)部〕,該傳感器只輸出數(shù)字信號設計中只是負責簡單地監(jiān)測外部環(huán)境的溫度。該傳感器具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易配微處理器特點。引腳介紹:GND:地;DQ:信號輸入輸出;VDD:電源正。硬件鏈接采用單總線,即采用單條信號線直接連接一個IO口即可。單條信號線既可以傳輸時鐘信號又可以傳輸數(shù)據(jù)。
注:該單總線通常要外接一個約為5kΩ的上拉電阻。七、電路板布線設計原那么為減少干擾提高設計電路的可靠性,布線時一般要采取了以下措施:(1)適當加寬電源線和地線的寬度。導線寬度應以能滿足電氣性能要求而又便于生產(chǎn)為宜,它的最小值以承受的電流大小而定,在電路設計中適當加寬電源、地線的寬度,遵循地線寬度>電源線寬度>信號線寬度的原那么,傳感器節(jié)點PCB設計中分別取地線為40mil、電源線30mil、信號12mil。(2)信號線近距離走線時應盡量防止平行走線,防止平行走線引入的“交叉干擾;走線間距在可能的情況下盡量滿足3W原那么,即平行走線之間的邊緣距離不小于單根走線寬度的2倍。(3)遵循導線盡可能短的原那么,高頻電路布線和晶振的走線連接更應如此;導線的拐彎應成圓角或45度折線,防止直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下產(chǎn)生內(nèi)部邊緣電場噪聲;雙面布線時,兩層導線采用相互垂直、斜交或彎曲等走線方式,以防止相互平行產(chǎn)生的寄生耦合。(4)數(shù)字電路與模擬電路分開;同一功能的電路安排在一定范圍之內(nèi);各功能電路的濾波網(wǎng)絡就近連接;對于電路中易受干擾的器件,布局時避開干擾源。CC2530射頻電路工作2.400GHz~2.4835GHz高頻率工作頻段,抗干擾設計直接關系到射頻局部的性能和整個傳感器節(jié)點的運轉(zhuǎn)情況。在射頻局部布線時,合理的布局和布線設計及采用多層板既是布線所必須的也是降低電磁干擾提高抗干擾能力的有效手段。布線設計時要特別注意以下幾點:一是射頻電路沒有用做布線的面積均需用銅填充并連接到地,以提供RF屏蔽到達有效抗干擾的目的;二是CC2530芯片底部應該接地,為了降低延遲、減少串擾,確保高頻信號的傳輸,要使用多個接地過孔將芯片底部和地層相連;三是盡可能地減少串擾,減少分布參數(shù)的影響,所有的元器件要盡可能緊密地分布在CC2530的周圍,并使用較小封裝,例如電阻、電容和電感都采用0402封裝。我們可以采用4層電路板設計:第1層布設信號線;第2層布設數(shù)據(jù)線;第3層布設供電線路;第4層布設接地線路。這樣相對于雙面板來說,節(jié)點的性能更穩(wěn)定,通信距離更遠。八、模塊功能實現(xiàn)
在介紹系統(tǒng)模塊功能實現(xiàn)之前先簡單介紹以下ZigBee協(xié)議棧:
按照OSI模型,ZigBee網(wǎng)絡分為4層,從下向上分別為物理層、媒體訪問層〔MAC〕、網(wǎng)絡層次和應用層。最低兩層即物理層和MAC層應用了協(xié)議標準,而網(wǎng)絡層和應用層由ZigBee聯(lián)盟制定,每一層向他的上一層提供數(shù)據(jù)和管理效勞。ZigBee的應用層有應用支持子層、ZigBee設備對象組成。
1.節(jié)點工作總的流程為:系統(tǒng)在上電復位后,首先進行初始化工作,然后進入程序主循環(huán),檢查收發(fā)機狀態(tài),并進行數(shù)據(jù)收發(fā),判斷數(shù)據(jù)收發(fā)是否結(jié)束,繼續(xù)進入循環(huán)并發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。初始化過程主要有初始化1/O、MAC層、網(wǎng)絡層、建立信道等。系統(tǒng)具體初始化流程如以下圖:
2.節(jié)點初始化:
節(jié)點初始化是和zigBee協(xié)議棧緊密關聯(lián),其實也是協(xié)議棧的初始化[301,軟件協(xié)議棧在底層工作,提供底層驅(qū)動,根據(jù)節(jié)點配置信息進行一些硬件的初始化工作。下面給出初始化流程圖:
3.協(xié)議棧初始化函數(shù)Tl提供的Z一Stack的物理層功能函數(shù)有:MAC_init//MAC層初始化MAC_InitDeviee//初始化設備MAC_initCoord//初始化協(xié)調(diào)器MAC_McPsDataReq//應用層請求發(fā)送數(shù)據(jù)MAC_MlmeAssoeiateReq//設備請求連接MAC_MlmeAssoeiateRsp//協(xié)調(diào)器對連接請求響應
應用層初始化函數(shù):
(1)
射頻初始化函數(shù)BOOLsppInit(UINT32frequency,BYTEaddress)初始化簡單的數(shù)據(jù)包裝協(xié)議:simplePacketProtocol(SPP)
(2)發(fā)送數(shù)據(jù)包函數(shù)BYTEsppSend(SPP_TX_STRUCT*pPacketPointer)發(fā)送length字節(jié)的數(shù)據(jù)(最多122)
(3)接收數(shù)據(jù)包函數(shù)
voidsppReceive(SPP_RX_STRUCT*pReceiveData)這個函數(shù)使能接收122字節(jié),包括頭和尾。
(4)射頻主函數(shù)
這里重點介紹一下通信功能實現(xiàn):無線模塊數(shù)據(jù)的發(fā)送函數(shù)的主要功能是把消息轉(zhuǎn)換成無線傳感器網(wǎng)絡通信要求的數(shù)據(jù)格式,并通過射頻模塊的硬件發(fā)送出去。數(shù)據(jù)發(fā)射函數(shù):BYTEsppSend(SPP_TX_STRUCT*pPacketPointer)它是整個消息進行無線發(fā)送的源頭,它能發(fā)送一個長度到達122字節(jié)的消息〔因為加上頭傳感器節(jié)點信息以及狀態(tài)標志信息的,最大值不能超過128字節(jié)〕,根據(jù)目的地址和源地址,選擇確定消息發(fā)送的通道,將該消息成功的發(fā)送到目的地址。無線模塊的數(shù)據(jù)
接收函數(shù)的主要功能是把接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)
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