ZigBee與μIP的嵌入式網絡監控系統設計
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2．2 數據處理與控制部分
該部分是整個監控系統的核心，主要由STM32F103C6芯片與ENC28J60芯片組成。數據處理與控制部分的連接原理如圖3所示。STM32F103 C6接收CC2530采集的數據，并在μIP協議棧的基礎上把數據封裝成符合以太網格式的數據包發送給遠程監控主機。同時，控制ZigBee無線傳感器網絡、接收遠程監控主機的命令，對電動機、電燈、風扇、空調、總開關等設備進行控制。本文引用地址：http://www.104case.com/article/148052.htm
STM32F103C6采用ARM Cortex-M3(32位RISC)內核，最高運行頻率可達72 MHz。具有豐富的片上資源：32 KB的Flash、10 KB的SRAM、2個通用定時器和1個高級定時器、1個SPI接口、1個I2C總線接口、2個USART接口、1個USB接口、1個CAN總線接口、2個12位同步ADC模塊。
ENC28J60集成了10BASE-T PHY和MAC，帶接收器和沖突抑制電路，是兼容IEEE 802．3的以太網控制器。支持一個帶自動極性檢測和校正的10BASE—T端口，支持全雙工和半雙工模式，具有可編程在發生沖突時自動重發、可編程填充和CRC生成、可編程自動拒絕錯誤數據包的特性，并帶一個最高速度可達10 Mbps的SPI接口。具備8 KB發送／接收數據包雙端口SRAM，支持單播、組播和廣播數據包，可以自動收發、過濾數據包。ENC28J60通過SPI接口與STM32F103C6連接，接收STM32F103C6的數據并把數據轉化成符合IEEE 802．3標準的以太網數據包，實現網絡通信。
HR911105A是單口RJ45插座，符合IEEE802．3、IEEE802．3ab標準，自適應10／100／1000M以太網，內部集成了網絡隔離變壓器，具有強大的電磁干擾抑制功能。
2．3 遠程監控部分
該部分由PC機組成，PC機數量可以根據用戶的數量確定，可以分布于不同的地理位置，通過網線與嵌入式服務器連接，獲取嵌入式服務器的數據并發送用戶的控制命令給嵌入式服務器。
3 系統軟件設計
3．1 嵌入式服務器軟件總體設計
嵌入式服務器程序是本系統中最重要的功能實現模塊。主要實現3部分功能：接收ZigBee無線網絡的數據和傳輸數據采集控制命令，建立客戶機一服務器(C／S)模式的網絡通信機制以及控制外圍器件。
在本系統中，由STM32F103C6組成的嵌入式服務器即為C／S模式中的服務器，監控PC為客戶機。嵌入式服務器軟件系統是由μC／OS嵌入式實時操作系統、μIP協議棧、應用程序組成的。嵌入式服務器上電后對系統進行初始化，等待ZigBee網絡就緒，接收監控PC發送的命令，根據命令采集數據或控制外圍器件。嵌入式服務器軟件的流程如圖4所示。
3．2 ZigBee無線傳感器網絡
ZigBee協議是基于國際標準化組織(ISO)的開放系統互連(OSI)基本參考模型，ISO／OSI模型有7層，而ZigBee僅實現了低功耗、低數據傳輸率的無線網絡必需的部分：物理層(PHY)、介質訪問控制層(MAC)、網絡層(NWK)和應用層(APL)。最低的兩層：物理層和介質訪問控制層，由IEEE 802．15．4標準定義。網絡層和應用層由ZigBee標準定義。在應用層內提供了應用支持子層和ZigBee設備對象。
ZigBee網絡包含3種設備類型：協調器(ZC)、路由器(ZR)、終端設備(ZE)。ZigBee無線傳感器網絡拓撲結構如圖5所示。
協調器負責啟動和控制網絡，存儲關于網絡的信息；路由器負責中轉數據包，擴展網絡覆蓋面，提供備份路由以防網絡擁擠和設備通信失敗，支持子設備。終端設備可以發送或接收信息，但不能執行路由操作，必須被聯系到協調器或者一個路由器，并且終端設備不支持子設備。在本系統中終端設備負責采集溫度、濕度、煙霧、光照等數據，協調器通過RS-232接口與嵌入式服務器連接，把采集到的數據傳送到嵌入式服務器。
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