基于A(yíng)RM9處理器的ZigBee工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設計

　　圖3 網(wǎng)關(guān)軟件設計架構

　　軟件執行流程圖如圖4 所示，底層的硬件初始化包括時(shí)鐘的設置、GPIO 的管理、串口的配置、以太網(wǎng)接口MII 的配置以及PHY 芯片的設置等，然后CC2520 的初始化配置無(wú)線(xiàn)通信模塊符合ZigBee 協(xié)議標準，CC2520 初始化設置后，模塊即可以實(shí)現透明串口傳輸，與ARM 處理器進(jìn)行數據交互。為適應短幀實(shí)時(shí)和確定性通信發(fā)展趨勢，以太網(wǎng)通信采用UDP/IP 協(xié)議啟動(dòng)linux 內核多任務(wù)調度管理，進(jìn)行串口數據的收發(fā)、UDP 的接收與發(fā)送以及嵌入式WebServer 等任務(wù)。

　　圖4 軟件執行流程

　　3 ZigBee與以太網(wǎng)協(xié)議轉換軟件設計

　　TCP/IP 協(xié)議使用MAC 地址進(jìn)行硬件地址的識別并使用ARP 協(xié)議進(jìn)行硬件地址到IP 地址的解析因此必須完成ZigBee 到ARP 地址的轉換，才能保證正常通訊ZigBee 中每個(gè)節點(diǎn)都有自己的MAC 地址，格式由64 位長(cháng)地址和16 位短地址組成文章設計實(shí)現了ZigBee協(xié)議中適配層和ARP，完成ZigBee 中MAC 地址到以太網(wǎng)IP 地址的映射工作流程圖如圖5 所示當網(wǎng)關(guān)接收到一個(gè)正常發(fā)往本地IP 的以太網(wǎng)數據包后，經(jīng)過(guò)協(xié)議判斷送往上層UDP(TCP)處理，最后到網(wǎng)關(guān)的應用程序處理網(wǎng)關(guān)應用程序經(jīng)過(guò)分析判斷，確定需要轉發(fā)給ZigBee 網(wǎng)絡(luò )中的哪個(gè)節點(diǎn)，經(jīng)過(guò)ZigBee 端的ARP 地址解析出對應的ZigBee 中的節點(diǎn)MAC地址，將相應的數據包送至該節點(diǎn)，完成一次數據通訊。

　　同理，當ZigBee 端收到數據包后，通過(guò)同樣的解析將數據包送至對應節點(diǎn)或設備通過(guò)內嵌的WebServer 用戶(hù)可實(shí)現ZigBee 節點(diǎn)的實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)、修改、組態(tài)等。

　　圖5 網(wǎng)關(guān)協(xié)議工作框圖

　　4 結束語(yǔ)

　　在網(wǎng)關(guān)中內嵌WebServer，可通過(guò)以太網(wǎng)隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)或修改現場(chǎng)儀表的數據，實(shí)現遠程控制，遠程診斷等該產(chǎn)品有效的解決了工業(yè)現場(chǎng)短距離ZigBee 無(wú)線(xiàn)通訊連接以太網(wǎng)的問(wèn)題，以全新的方式向物聯(lián)網(wǎng)靠攏.