ZigBee和Android的智能移動監(jiān)控系統(tǒng)設計

摘要：將ZigBee無線個域網(wǎng)和Android智能平臺聯(lián)合起來進行研究，并設計出一個便于維護的智能移動監(jiān)控系統(tǒng)。它具有穩(wěn)定性強、可靠性高、擴展性好等優(yōu)點，能夠廣泛地應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務業(yè)等各領域。系統(tǒng)采用CC2530和S3C6410等高性能處理器構建硬件平臺。數(shù)據(jù)的傳輸采用ZigBee協(xié)議，人機交互程序在Android平臺上開發(fā)，能實現(xiàn)環(huán)境信息的實時顯示和用戶控制命令的及時響應。
關鍵詞：ZigBee；Android；CC2530；S3C6410

引言
監(jiān)控系統(tǒng)是與傳感技術、信息傳遞處理技術和計算機技術等緊密相關的。監(jiān)控包括監(jiān)視和控制，意味著系統(tǒng)工作在全雙工模式。按通信方式可將監(jiān)控系統(tǒng)分為有線監(jiān)控系統(tǒng)和無線監(jiān)控系統(tǒng)。以往由于信息在無線傳遞時容易受到干擾等一系列的原因?qū)е缕鋺眠h落后于有線
監(jiān)控系統(tǒng)，近年來隨著通信技術的發(fā)展，無線信息傳遞越來越穩(wěn)定可靠，其抗十擾能力、糾錯能力和保密能力越來越強。而有線監(jiān)控系統(tǒng)存在著隱蔽性差、抗破壞能力弱等問題，在一些場合難以鋪設或鋪設成本高、周期長、費時費力。可以預見，無線監(jiān)控系統(tǒng)的應用和研究將越來越廣泛。
基于IEEE 802．15．4標準的ZigBee協(xié)議具有自組織、穩(wěn)定性好、抗干擾性強、功耗低等一系列優(yōu)點，在無線個域網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和低功耗傳感網(wǎng)絡等領域得到了廣泛的應用。Android是Google公司推出的一個基于Linux內(nèi)核的智能移動平臺的解決方案，由于Android具有人機界面友好、可擴充性強、安全易用等特點，在推出后短短幾年就已經(jīng)占據(jù)了移動平臺的領軍地位。
當前，將ZigBee協(xié)議和Android智能平臺技術結(jié)合起來進行研究的課題十分稀少，相關的研究成果更是少之又少。因此，本課題的研究具有良好的前瞻性和啟發(fā)性。

1 系統(tǒng)結(jié)構
智能移動監(jiān)控系統(tǒng)由兩個主要的部分組成：信息采集與傳輸子系統(tǒng)和信息處理與控制子系統(tǒng)。信息采集與傳輸子系統(tǒng)采用ZigBee協(xié)議作為基礎，其主要功能是采集環(huán)境信息并將其發(fā)送至信息處理與控制予系統(tǒng)。同時，信息采集與傳輸子系統(tǒng)需要及時的響應來自信息處理與控制子系統(tǒng)的各種命令。信息處理與控制子系統(tǒng)是基于Android智能平臺的，需要實時地顯示自信息采集與傳輸子系統(tǒng)的環(huán)境信息，并將用戶的控制操作轉(zhuǎn)換成用戶命令下達至信息采集與傳輸子系統(tǒng)。智能移動監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構如圖1所示。

1．1 硬件結(jié)構
信息采集與傳輸子系統(tǒng)采用CC2530作為硬件結(jié)構的核心。CC2530內(nèi)部集成了業(yè)界領先的射頻收發(fā)器、豐富的片內(nèi)外設和強大的DMA控制器。集成的射頻收發(fā)器的性能指標遠遠優(yōu)于IEEE 802．15．4標準所規(guī)定的要求。豐富的片內(nèi)外設，如AES協(xié)處理器、CSP協(xié)處理器和SPI等通信接口，為各種基于ZigBee、6LoWPAN和RF4CE等協(xié)議的應用提供了有力的支持。強大的DMA控制器為CC2530在高強度、高吞吐量以及實時性要求嚴格等領域的卓越表現(xiàn)提供了可靠的保證。LCD采用FSTN顯示模式的LM6059BCW液品模塊。信息采集與傳輸子系統(tǒng)硬件結(jié)構如圖2所示。