基于ZigBee技術的物流監控設計
3 關鍵技術分析
由于CC2530只有兩個串口,所以,本設計利用SPI接口主設備可以與多個從設備同步通訊的特性,使用CC2530作為主設備,GPS、RFID和FLASH作為從設備來完成數據的交換。
ZigBee的協議架構是建立在IEEE 802.15.4標準之上的,基于Z-stack協議棧,底層中是各個設備的驅動程序,如GPS、GPRS、RFID、報警電路等模塊的驅動程序。應用層用于完成各個模塊的應用信息處理,如GPRS、GPS數據的解析等。
3.1 SPI接口
SPI接口由SDI(串行數據輸入)、SDO(串行數據輸出)、SCK(串行移位時鐘)和CS(從使能信號)四種信號構成。CS決定了唯一的與主設備通信的從設備,主設備通過產生移位時鐘來發起通訊。通訊時,數據由SDO輸出,SDI輸入,數據在時鐘的上升或下降沿由SDO輸出,在緊接著的下降或上升沿,由SDI讀入,這樣,經過8/16次時鐘的改變,就可以完成8/16位數據的傳輸。
考慮到GPS可以隔一定時間采集一次位置信息,因此,GPS的串口與SPI接口可進行切換,SPI接口用于主控器與FLASH之間的通信,或者與RFID讀寫器之間通信。當GPS工作時,CPU的UART串口接到GPS的接口上,用于采集位置數據;當CPU需要存儲信息時,CPU將該接口切換為SPI,與FLASH進行數據傳輸;當RFID模塊工作時,CPU通過SPI接口采集RFID讀取的標簽信息。
3.2 Z-Stack協議
Z-Stack采用操作系統的思想來構建,可采用事件輪循機制。當各層初始化之后,系統進入低功耗模式;當事件發生時,喚醒系統,開始進入中斷處理事件;結束后,繼續進入低功耗模式。如果同時有幾個事件發生,則判斷優先級,逐次處理事件。這種軟件構架可以極大地降級系統的功耗。整個Z-stack的主要工作流程,大致可以分為系統啟動、驅動初始化、OSAL初始化和啟動、進入任務輪循等幾個階段,圖6所示為Z-stack系統流程圖。本文引用地址:http://www.104case.com/article/153508.htm
系統上電后,首先執行硬件的初始化,初始化完成之后,執行函數開始運行OSAL系統。事先應當安排好GPS、GPRS、RFID、報警事件的優先級。該任務調度函數按照優先級檢測各個事件是否就緒。如果存在就緒的任務,則調用相應的任務處理函數去處理該事件,直到執行完所有就緒的任務。而如果任務列表中沒有就緒的任務,則可使處理器進入睡眠狀態實現低功耗。
4 結語
將ZigBee技術與GPS、GPRS、RFID等通信技術相結合設計的車載終端系統簡單可行,體積小、功耗低,運行穩定。結合上位機軟件,并根據快遞對應的標簽號,不僅可以管理快遞,而且每個用戶都可以登錄系統查看快遞的具體地理位置,在心中有個大致印象,從而給人們的生活習慣帶來便利。
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