基于Zigbee的病房護理機遠程監控系統的設計與實現

1．3 ZigBee網絡的建立過程
在一個ZigBee網絡中的所有ZigBee模塊必須具有相同的PAN ID和信道，而且網絡中有且只能存在一個協調器(Coordinator)，協調器用于網絡的搭建。當協調器上電數秒后網絡才開始啟動，協調器將是網絡的第一個節點，此后，各路由器(Router)可以與協調器進行連接并加入到網絡中來，且加入到網絡中的路由器將允許其它路由器通過連接自己而加入到網絡中，整個網絡中的任意兩個節點都可以進行點對點通訊，并且網絡中的任何一個節點都可以向網絡中的所有節點進行廣播；一個模塊能否加入網絡在于其通訊距離內是否己存在加入網絡中的節點。考慮到星形網的控制和同步相對比較簡單，因此系統設計時選用了星型網絡方式組網(圖2)。該網以一個功能強大的FFD協調器作為網絡中心，負責協調全網工作，其它的數據采集節點(護理機)分布在其覆蓋范圍內。具體實現組網時，首先通過廠家提供的HAC-Studio上位機軟件，利用AT命令設置所有入網的ZigBee設備，使它們具有相同的信道和PAN ID值，然后將協調器設備與上位監控PC機相連，并使兩者設置有相同的通信口、波特率、校驗位等通信參數，最后通過基于API的Windows多線程串口編程，實現ZigBee網絡協調器與上位PC機監控管理程序的通信。上電后整個組網過程是自動進行的，無需人工干預。

本文設計的基于ZigBee的護理機智能遠程監控系統中，整個網絡的通信工作流程規定如下：
(1)下位機待機時，每隔5s，發送身份號(ID)和狀態數據到上位機。
(2)下位機工作時，每隔500ms通過ZigBee模塊發送身份號和當前工作數據到上位機。
(3)上位機在添加一個新的下位機ID(入網身份證號)時，主動發送命令字給下位機，然后需等待下位機的應答，若10s內下位機無對此命令的應答，應重復給下位機發送此命令。超過15s上位機未接收到下位機的應答信息，將提示與該下位機連接不成功(即認為下位機不在網絡內)。
1．4 協調器與上位機軟件的通信
ZigBee網絡協調器與上位機監控軟件的通信是通過深圳市華奧通通信技術有限公司的HAC-DEV開發測試板連接完成的。HAC-DEV開發測試板是HAC-LBee ZigBee的測試開發裝置，它能夠直接和HAC-LBee系列的ZigBee模塊進行數據傳輸，ZigBee網絡協調器就是安裝在HAC-DEV開發測試板上的(圖3)，因此PC機串口的波特率、校驗位等需要與ZigBee網絡協調器的一致，這樣才能保證硬件連接的成功。在協調器與上位監控PC機連接成功后，要實現真正的通信，必須通過上位機軟件對PC機串口編程來完成。