無線傳感器網絡協調器的研究和設計
2.2 協調器硬件結構
本設計射頻芯片選用挪威Chipcon公司的CC2420(2.4 GHz,支持250 kb/s數據傳輸率)。微處理器采用S3C2440嵌入式工業級芯片。硬件框圖如圖2所示,ARM(左)+RFD(右)=ARM嵌入式網絡協調器。本文引用地址:http://www.104case.com/article/157840.htm
2.3 協調器軟件結構
采用嵌入式Linux操作系統,在TI公司ZigBee協議棧基礎上,在原Bootloader、Kernel上修改文件系統,添加GUI應用程序,并修改系統啟動腳本使應用程序在系統啟動時自運行。網絡協調器的實現過程中使用多線程技術,串口數據收發、GUI顯示與按鈕響應、ZigBee節點掉線檢測3 個線程并發,提高系統響應速度。軟件結構如圖3所示。
2.4 系統數據流程
MAC幀格式由以下基本部分組成:
①MAC層頭幀(MAC Header,MHR),包含幀控制域、序列號和地址信息;
②MAC凈載荷(長度可變),包含的信息指定了幀的類型;
③MAC層幀尾(MAC footer,MFR),包含了一個幀校驗序列。
其中,MHR有固定的順序,并不是所有的幀都包含地址域。一般的MAC幀格式如圖4所示。
2.5 系統ZigBee幀格式的定義與分析
在RFD的設計中,ZigBee設備采用16位短地址,負載來自光敏電阻的采樣電壓值,為2字節,FCS由CC2420自動校驗。所以,本設計中使用的幀長度為15字節。定義ZigBee幀的數據格式如下:
將RFD節點和PC通過串口連接起來,通過串口調試助手可以觀察到類似下列格式的幀:
41 88 0A 01 OO 01 OO 00 OO 00 00 E2 03 F9 EB
前2字節(88 41)為幀控制域,第3字節(OA)為幀序列號,4~5字節(00 01)為目的地址的PAN ID,6~7字節為目的地址(00 01),8~9字節(00 00)為源地址的PAN ID,10~11字節(00 00)為源地址,12~13字節(03E2)為負載,14~15字節(F9 EB)為校驗位。
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