基于Zigbee的無(wú)線投票表決器基站設(shè)計(jì)思路

　　4.3 應(yīng)用層

　　主要實(shí)現(xiàn)：1.以太網(wǎng)和Zigbee 網(wǎng)絡(luò)的建立。2.接受遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的訪問(wèn)和各項(xiàng)指令。3.維護(hù)并管理整個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)。4.接收來(lái)自Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中的各投票表決器的投票數(shù)據(jù)幀。程序流程圖如圖4 所示。

　　首先建立以太網(wǎng)絡(luò)，完成與上位機(jī)的連接后，上位機(jī)向基站發(fā)出建立無(wú)線投票表決器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)信息幀。基站根據(jù)基礎(chǔ)信息幀中指定的頻段，PAN 號(hào)，發(fā)射功率等參數(shù)建立Zigbee 網(wǎng)絡(luò)。各無(wú)線表決器申請(qǐng)加入該網(wǎng)絡(luò)，成功加入后將會(huì)將獲得由基站（Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器）分配的一個(gè)16 位動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)短地址。并同時(shí)提示用戶表決器通信正常。否則提示通信失敗。

在設(shè)定時(shí)限內(nèi)，基站統(tǒng)計(jì)成功加入該網(wǎng)絡(luò)的投票表決器數(shù)目，并向上位機(jī)發(fā)送統(tǒng)計(jì)結(jié)果。屏蔽此后所有申請(qǐng)加入該網(wǎng)絡(luò)的投票表決器設(shè)備直到基站收到上位機(jī)更新網(wǎng)絡(luò)的命令。上位機(jī)收到參與該階段的投票表決器總數(shù)若大于設(shè)定的最低人數(shù)時(shí)，則向基站發(fā)送投票信息幀。若參與該階段的投票表決器總數(shù)若小于設(shè)定的最低人數(shù)時(shí)上位機(jī)則向基站發(fā)送延長(zhǎng)等待投票表決器加入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)限指令。若再次超過(guò)時(shí)限仍未達(dá)到指定人數(shù)則提示該階段投票無(wú)效。投票信息幀中包括本階段投票的投票格式，投票類型等內(nèi)容。基站收到投票信息幀后并向整個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播，此時(shí)投票開始進(jìn)行。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中的各投票表決器根據(jù)收到的投票信息幀，將提示用戶進(jìn)行相應(yīng)的投票操作。用戶完成投票操作后，投票表決器將投票數(shù)據(jù)幀發(fā)送給基站，基站將投票數(shù)據(jù)幀存入到Zigbee_BUF 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，并向投票表決器發(fā)送回復(fù)幀，向用戶指示成功發(fā)送。然后收回該投票表決器的網(wǎng)絡(luò)短地址，使其脫離該網(wǎng)絡(luò)，防止用戶進(jìn)行二次投票。

圖4 應(yīng)用程序。

　　上位機(jī)定時(shí)向基站進(jìn)行訪問(wèn)，基站收到訪問(wèn)請(qǐng)求后向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)容。上位機(jī)收到后返回信息確認(rèn)幀。基站接受到上位機(jī)的信息確認(rèn)幀之后清除數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)容。基站在規(guī)定投票時(shí)限內(nèi)，收回所有網(wǎng)絡(luò)短地址，使本次加入該網(wǎng)絡(luò)的投票表決器全部脫離，停止用戶進(jìn)行投票。

　　完成該階段投票過(guò)程后，進(jìn)入新階段投票時(shí)，上位機(jī)向基站發(fā)送更新網(wǎng)絡(luò)命令。此時(shí)，基站重新允許投票表決器加入該網(wǎng)絡(luò)。開始新一輪的投票過(guò)程。

　　4.4 實(shí)現(xiàn)結(jié)果

　　基站完成了聯(lián)調(diào)工作。成功的實(shí)現(xiàn)了本文介紹的全部功能。圖5 為頻譜儀監(jiān)測(cè)基站與無(wú)線投票表決器進(jìn)行通信時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸情況。

圖5 遠(yuǎn)程監(jiān)控中心上位機(jī)監(jiān)控軟件。

　　5 結(jié)論

　　本文設(shè)計(jì)的基站實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)和Zigbee 網(wǎng)絡(luò)的連接，為Zigbee 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一些思路。該基站已投入市場(chǎng)，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。如何在功耗和傳輸速度上提高基站的性能以及設(shè)計(jì)出能與現(xiàn)行的多種協(xié)議互聯(lián)的基站是我們今后研究的重點(diǎn)。