基于ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的智能倉儲節點(diǎn)設計
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主要任務(wù)有八個(gè)，其中macEventloop負責MAC層事件處理；nwk event loop負責網(wǎng)絡(luò )層路由處理；Hal ProcessEvent完成硬件管理的任務(wù)；MT ProcessEvent模塊主要用于網(wǎng)絡(luò )調試工具；應用支持子層處理函數APS event loop一般用戶(hù)不要修改；ZDApp event loop為應用層處理函數，可根據需要修改；SennorApp ProcessEvent和SerialApp ProcessEvent為用戶(hù)應用層處理函數，前者主要用于終端和路由設備的溫度、濕度等數據采集及發(fā)送模塊，后者主要用于協(xié)調器與主機間串口通信模塊。
3．1 協(xié)調器節點(diǎn)軟件設計
網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器需要在應用層添加SerialApp ProcessEven處理函數，協(xié)調器工作的主程序如圖2所示，協(xié)調器上電后，由啟動(dòng)代碼來(lái)初始化硬件系統和軟件架構需要的各個(gè)模塊，然后協(xié)調器會(huì )在默認的信道上建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，并指定網(wǎng)絡(luò )標號PANID，協(xié)調器建網(wǎng)成功后進(jìn)入監控模式，當有路由或者終端節點(diǎn)申請加入時(shí)，對其分配16位短地址；當有數據請求時(shí)協(xié)調器會(huì )接收數據并將數據發(fā)送給PC機。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/155067.htm
本文中協(xié)調器采用的ZStack 2．4．0版本協(xié)議，協(xié)調器組網(wǎng)要進(jìn)行如下步驟：1)首先從NV中讀出設備的邏輯類(lèi)型并將設備邏輯類(lèi)型改寫(xiě)為ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR，設置設備的啟動(dòng)方式為ZCD_STARTOPT_AUTO_START；2)設備、任務(wù)初始化后，進(jìn)入事件處理函數處理ZB_ENT RY_EVENT事件，執行zb_StartRequest()，該函數的功能是啟動(dòng)ZigBee協(xié)議棧，建立網(wǎng)絡(luò )；3)設備啟動(dòng)完成后進(jìn)去回調函數zb_StartConfir m，如果設備成功啟動(dòng)，修改設備狀態(tài)為APP START，如果設備啟動(dòng)失敗，設置定時(shí)器，重新執行zb_StartRequest()。在與PC機通信時(shí)為了數據能夠及時(shí)收發(fā)，降低能耗，需要在程序中增加采用中斷方式的UARTO處理函數，再通過(guò)串口寫(xiě)函數HaUARTWrite()在上位機上顯示接收到的信息。
3．2 終端節點(diǎn)軟件設計
終端節點(diǎn)需要在應用層添加SennorApp ProcessEvent處理函數，使節點(diǎn)具有數據采集和無(wú)線(xiàn)數據傳輸的功能，傳感器節點(diǎn)工作流程如圖3所示。終端節點(diǎn)需上電后立即搜尋并請求加入網(wǎng)絡(luò )，直接在ZB_ENTRY_EVENT事件的處理中執行zb_StartRequest()，新插入的節點(diǎn)必須通過(guò)已存在網(wǎng)絡(luò )中的全功能設備(包括路由器和協(xié)調器)才能成功進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )，在通信范圍內的全功能設備會(huì )響應請求加入網(wǎng)絡(luò )的數據包，然后為該節點(diǎn)分配一個(gè)唯一的網(wǎng)絡(luò )地址。然后進(jìn)入“睡眠-喚醒采集數據-睡眠”低功耗工作模式，其中通過(guò)編寫(xiě)void myApp_Measure()函數來(lái)采集并發(fā)送數據。
4 節點(diǎn)的能耗分析
能耗是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的重要指標，決定網(wǎng)絡(luò )的使用壽命。為了降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的綜合能耗，本設計中終端設備節點(diǎn)采用“睡眠-喚醒采集數據-睡眠”低功耗工作模式。
下面對網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的電池壽命進(jìn)行了評估。測試中節點(diǎn)使用兩節1．5V的南孚電池供電。如果使節點(diǎn)每15min進(jìn)行一次數據采集的話(huà)，那么一次工作循環(huán)的能耗應為節點(diǎn)采集一次數據發(fā)送的能量(35．58mAh)加上睡眠時(shí)的能耗(360 μAh)，試驗中3V電池電壓下工作，電量大約是2200mAh，經(jīng)實(shí)際測試節點(diǎn)上CC2530模塊最低電壓供電量為2．0V，傳感器模塊中濕度傳感器的最低工作電壓為2．4V，因此節點(diǎn)的最低供電電壓應為2．4V。根據文獻中介紹的能耗估算方法可知：電池能提供約為440mAh的電量使得節點(diǎn)有效工作，經(jīng)計算得一個(gè)傳感器節點(diǎn)可以有效工作44519次，工作時(shí)間約為1．27年。
5 結論
基于CC2530的ZigBee技術(shù)的智能倉儲系統可以對目標區域內溫度、濕度等環(huán)境參數進(jìn)行無(wú)線(xiàn)遠程采集與管理，開(kāi)發(fā)成本低，能量消耗低，并且安裝維護比較簡(jiǎn)單，只需一次安裝就可以長(cháng)期使用，具備了傳統倉儲管理無(wú)法比擬的優(yōu)勢，較好地解決了傳統倉儲管理中設備復雜、效率低下等問(wèn)題。
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