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電子設備診斷系統中RFID系統與ZigBee網絡混合組網的設計與實現

作者: 時間:2012-03-02 來源:網絡 收藏

3 軟件
-節點的軟件主要包括網絡的建立、、數據傳輸以及終端模塊與閱讀器模塊的通信等部分。這些應用均運行在ZigBee協議棧的應用層,ZigBee協議棧基本是按照OSI網絡模型來定義的,由IEEE802.15.4定義物理層和MAC子層,然后ZigBee聯盟繼續定義網絡層和應用層。本的應用程序底層運行的是MSSTATE_LRWPAN協議棧。應用程序首先對CC2430進行初始化,然后對協議棧初始化,再初始化串口和LCD顯示模塊(ZigBee-節點),接著判斷是否為協調器,如果是協調器,則建立網絡,然后處理各種網絡信息;如果是ZigBee-RFID節點,則進入應用程序有限狀態機FSM。其應用程序流程圖如圖6所示。

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/155222.htm

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ZigBee-RFID節點的應用程序采用有限狀態機風格,其狀態轉換關系如圖7所示。其中狀態關系主要分為:節點加入網絡;節點加入成功信息通報;節點關鍵應用以及節點網絡維護。在節點關鍵應用狀態里,UART口和ZigBee無線網絡都處于等待接收的狀態,兩個狀態都有一定的等待時限,一旦超時,則相互轉換,直到其中一個狀態接收到數據。其中UART接收設置為中斷接收。如果UART口接收到來自RFID閱讀器的數據,ZigBee-RFID節點立即將數據存儲并處理后顯示在LCD上,然后打包發送回協調器,再通過協調器傳回給服務器,發送成功后轉入ZigB ee網絡消息等待的狀態。如果有來自服務器或者ZigBee網絡的消息,則接收并根據接收的消息進行相應的處理,如果是ZigBee網絡的控制信息,則進入響應控制信息狀態;如果是上位機對RFID閱讀器的操作信息,則轉入UART發送狀態,并將操作信息轉發給閱讀器。處理完畢后,再回到UART口接收等待的狀態,繼續與ZigBee無線網絡等待狀態一起,切換著等待新的信息。
LCD顯示模塊的工作需要使用SPI串行通信方式。模塊有一個復位引腳,對該引腳輸入一個低電平的脈沖可使模塊復位,復位需要低電平輸入持續至少10 ms,在恢復輸入高電平后等待15 ms后方可對模塊進行顯示控制操作(即通過串行接口輸入指令和數據)。在通過串行SPI對模塊進行控制時,CS為從機選擇線;CS從高電平變為低電平后,模組開始接收串行通訊的第一個數據(即控制指令),模組對SDA的采樣在每個時鐘線SCK的上升沿進行,當CS為高電平時,傳輸無效。
此外,用戶在傳輸給模塊指令時,如果指令是附帶有指令數據的,則需要在200 ms以內將數據傳輸模塊,否則將會產生超時錯誤。BUSY線會在緩沖區快滿的時候輸出高電平,直到緩沖區的數據和指令處理完以后才會拉低。SPI串行通信時序圖如圖8所示。

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4 性能測試
的測試主要分為兩個方面,即RFID閱讀器與ZigBee節點通信的測試和ZigBee節點參數的測試。測試時,首先設置RFID閱讀器對三個標簽分別讀寫1 000次,然后通過上位機觀察ZigBee節點傳回的消息,便可以得知閱讀器是否將讀取的標簽信息傳給了ZigBee節點。測試結果是全部讀取,由此可知,RFID閱讀器和ZigBee節點的通信是可靠的。
ZigBee節點的參數主要包括通信距離,丟包率和RSSI等。其中RSSI值為信號強度檢測值,不過這里所給出的RSSI值并不是CC2430數據手冊所定義的值,而足通過調用aplGetRxRSSI()函數獲得的。其測試數據如表1所列。

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通過測試可知,節點內通信正常,工作性能穩定,能夠滿足遠程數據無線傳輸的要求。ZigBee節點的通信距離也超過設計要求。

5 結語
本文介紹了遠程的框架,并著重介紹了該系統中無線傳輸的部分,指出了本設計的技術性能優勢。實驗表明,在遠程診斷系統中,采用RFID系統與ZigBee網絡相結合的方式具有通信距離遠,靈活和不受有線連接的局限等諸多優勢。


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