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基于ARM的嵌入式無(wú)線ZigBee網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

資 源 簡(jiǎn) 介

ZigBee是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型無(wú)線通信技術(shù),其具有近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點(diǎn),在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)空間。ZigBee的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層由IEEE802.15.4工作組制定,高層(網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)安全性及互邊互通應(yīng)用)由ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)。 隨著ZigBee技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,越來(lái)越多的ZigBee設(shè)備終端將出現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),這就提出了將這些ZigBee設(shè)備與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接起來(lái)要求,為此需要設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線的ZigBee網(wǎng)關(guān)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),因此對(duì)ZigBee網(wǎng)關(guān)的研究和設(shè)計(jì)具有重要的意義。 本系統(tǒng)選用基于ARM 920T內(nèi)核的S3C2410作為ZigBee網(wǎng)關(guān)的主處理器,并且選用符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的CC2420作為ZigBee網(wǎng)關(guān)的無(wú)線收發(fā)器。為了降低開(kāi)發(fā)成本以及方便程序升級(jí),網(wǎng)關(guān)選用開(kāi)源嵌入式Linux操作系統(tǒng),基于2.6.內(nèi)核進(jìn)行開(kāi)發(fā)。本文主要對(duì)網(wǎng)關(guān)軟件部分進(jìn)行了深入研究。軟件部分主要由2個(gè)程序組成:無(wú)線收發(fā)器的驅(qū)動(dòng)程序和網(wǎng)關(guān)程序。其中網(wǎng)關(guān)程序主要包含Zigbee協(xié)議棧模塊和網(wǎng)關(guān)通信模塊。開(kāi)發(fā)和測(cè)試主要語(yǔ)言采用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言,驅(qū)動(dòng)部分測(cè)試部分采用Bash腳本。 本文首先介紹了無(wú)線通信的背景知識(shí)和ZigBee協(xié)議棧,然后詳細(xì)闡述了采用Linux來(lái)進(jìn)行無(wú)線收發(fā)器驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn),同時(shí)對(duì)基于Linux的嵌入式ZigBee網(wǎng)關(guān)協(xié)議棧進(jìn)行了移植,并且給出了ZigBee網(wǎng)關(guān)通信程序的設(shè)計(jì)方法以及程序的編譯、調(diào)試和測(cè)試方法,實(shí)現(xiàn)了將ZigBee設(shè)備的數(shù)據(jù)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)給上位數(shù)據(jù)服務(wù)器的過(guò)程,最后還提出了作者對(duì)未來(lái)工作方向的一些改進(jìn)思路和方法。

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