以“連續高分辨率模式”為例，測量步驟如下：

① 發送“上電”指令。

② 發送“連續高分辨率模式”指令。

③ 等待完成第一次高分辨率模式的測量（最大時間為180 ms）。

④ 發送讀指令。

⑤ 讀測量結果。

3.2 ZigBee 網絡無線傳送程序設計

ZigBee 協調器節點上電后，ZDO層首次進行一系列的初始化工作，然后調用ZDO層的初始化設備函數，最終觸發網絡初始化函數，開始構建一個新的網絡。建立網絡 時，協調器節點首先逐個對各個信道進行掃描，根據各個信道的能量值進行排序，選擇能量值達到一定大小的信道為可用信道。其次，由網絡層在可用信道中選定信 道，并隨機選擇一個在所選信道中唯一的16位網絡標識符(PANID)分配給這個新建的網絡[8]。協調器的軟件設計流程圖如圖4所示。

終 端采集節點上電以后進行設備初始化，然后檢測周圍是否有網絡存在，當發現有網絡存在時，網絡層將給予ZDA層發現網絡反饋信息，然后由網絡層向能量強度相 對較大的網絡發出加入網絡請求；加入網絡成功，則網絡層將給予ZDA層加入網絡反饋。成功加入網絡之后開始向協調器發出綁定請求，綁定成功后開始對光照數 據進行采集，將采集到的數據進行預處理并無線發送至協調器節點。傳感器終端采集節點軟件流程圖如圖5所示。

3.3 3G網絡無線傳送部分設計

3.3.1 usb_modeswitch的移植

usb_modeswitch 是一種在Linux系統下對USB設備的工作模式進行轉換的工具，用于控制含有多個USB子設備的USB設備。在Linux環境下，廠家一般不會提供 USB設備在Linux系統上的驅動,所以需要用usb_modeswitch工具來進行模式轉換。設備模式依賴usbstorage和 usbserial，所以在開發板上需要有這兩種模塊的支持，設備小能夠正常工作于這兩種模式下。

usb_modeswitch依賴于libusb提供的一系列庫文件，首先需要安裝libusb。解壓并進入libusb1.0.6目錄，使用如下命令建立子目錄install，用于存放最后生存的庫文件與頭文件。usb_modeswitch移植過程略——編者注。

3.3.2 PPPD的移植

Linux在內核中已經支持3G模塊驅動和PPP網絡協議棧，需要做的工作是在內核中配置3G模塊驅動和PPP網絡協議棧的相關選項。PPPD的移植過程略——編者注。

在開發板文件系統/etc/ppp/peers目錄下邊創建三個文件,代碼略——編者注。

3.3.3 主節點與上位機通信程序設計

通 過PPPD的撥號，可以建立數據鏈路層的連接，數據鏈路層采用PPP協議，它是一種面向字符的協議，是為在兩個對等實體間傳輸數據包連接而設計的，使用可 擴展的鏈路控制協議LCP來建立、配置和測試數據鏈路。網絡程序還需要TCP/IP協議的支持，Linux內核已經保留了對TCP/IP以及其他的網絡協 議的支持。最后編寫嵌入式Linux上的網絡客戶端應用程序和Windows網絡服務器端應用程序,傳送想要傳送的數據。主節點主控制器與上位機服務器通 信的程序流程圖如圖6所示。

圖6 主節點與上位機通信程序流程圖

3.4 服務器上位機監測部分

服 務器上位機軟件的開發采用Microsoft Visual C++6.0開發環境,采用的是面向對象的程序設計方法，對于每一個窗口都建立了相應的類，在類的基礎上創建對象，對對象的操作就是對其對應的窗口的操 作。監控中心軟件主要實現以下功能：建立服務器端并接收客戶端的連接；接收客戶端發送過來的數據并顯示；實時曲線顯示；歷史數據查詢。

4 調試測試

4.1 系統調試

在 系統調試過程中,傳輸數據時上位機接收到的數據有個別是錯誤的,通過查看二進制代碼發現0x11、0x13字符沒有接收到?？s小范圍查看問題出在哪個環 節，檢驗發現主節點控制器S5PV210沒有接收到0x11、0x13字符，而主節點CC2530單片機已經接收到了0x11、0x13字符，那么問題一 定出現在串口上。

在Linux串口編程中都沒對c_iflag（termios成員變量）這個變量進行有效的設置，這樣傳送 ASCII碼時沒有問題，但傳送二進制數據時遇到0x0d、0x11和0x13卻會被丟掉。這幾個字符是特殊字符，被用作特殊控制了，只需要關掉 ICRNL和IXON選項即可。

具體做法是在主控制器Linux串口初始化函數中添加以下語句：

options.c_iflag &= ~(ICRNL | IXON | IXOFF);

options是之前定義的termios類型的結構體。通過以上設置就可以屏蔽掉0x11、0x13字符的特殊功能，從而能正常傳送以上字符。

4.2 系統功能測試

連接好硬件設備后，配置編譯內核，將編譯好的內核通過USB下載到開發板上，然后重啟。再將編譯好的應用程序通過串口終端下載到開發板上。將3G上網卡插到USB接口上，使用如下命令建立3個TTY設備文件節點，代碼略——編者注。

我 們可以看到PING新浪的WEB服務器可以PING通，說明已經成功接入因特網了。然后將4個終端分節點放在不同的光照環境下，啟動上位機軟件，建立服務 器端，開始等待接收主節點客戶端的連接請求和發送過來的數據并且顯示。啟動主節點客戶端程序來連接服務器，最后啟動分節點的采集傳送程序。上位機接收到并 顯示的監測數據圖略——編者注。

結語

本文闡述了一種將低成本、低功耗的短距離無線ZigBee 技術與遠距離3G移動通信技術相結合的遠程無線測光系統，并完成了對采集終端節點、協調器主節點的軟硬件設計，通過編寫Windows平臺上位機軟件對采集到的數據進行實時顯示與分析。