摘要：針對傳統遠程通信方式在嵌入式監控系統中的低速、傳輸距離短、布線復雜等問題，提出了一種基于ZigBee與μIP協議棧的嵌入式網絡監控系統。選用STM32F103C6作為監控系統下位機的主控芯片，與ENC28J60以太網控制器通過SPI接口相連，在μIP協議棧的基礎上實現下位機與遠程監控主機的網絡通信功能，并在ZigBee協議棧的基礎上通過CC2530芯片組建無線傳感器網絡，通過串口與主控芯片通信。
關鍵詞：ZigBee；μIP；無線傳感器網絡；遠程監控；STM32F103C6

引言
嵌入式系統因具有低功耗、實時性強、可靠性高等優點而日益普及，隨著網絡對人們的生活越來越重要，網絡通信功能也成為嵌入式系統的發展趨勢。傳統的遠程監控系統多采用8位或16位主控芯片，通過485總線、紅外線等方式進行遠程通信。這樣的遠程監控系統存在反應速度慢、數據傳輸速率低、布線復雜、易受干擾等缺點。本系統采用32位的STM32F103C6作為主控芯片，現場采集的數據通過ZigBee無線傳感器網絡，用ENC28J60以太網控制器實現嵌入式系統與遠程監控主機的網絡通信。該系統可以廣泛應用于工業現場、樓宇等需要進行遠程監控的場所，具有實時性強、多用戶、監控方便、成本低等優點。

1 系統總體結構設計
根據系統的功能，可以把整個監控系統分為3部分：數據采集部分、數據處理與控制部分、遠程監控部分。監控系統總體結構如圖1所示。

數據采集部分采用CC2530芯片與ZStack協議棧組建的ZigBee無線傳感器網絡。終端設備對現場的溫度、濕度等數據進行采集，通過路由器把數據傳送到協調器。協調器與主控芯片STM32F103C6通過RS-232串口通信。
數據處理與控制部分(嵌入式服務器)是整個監控系統的核心，負責接收ZigBee網絡采集的數據，并通過以太網把數據發送給遠程監控主機，接收遠程監控主機發送的命令并執行相應的控制功能。嵌入式服務器由STM32F103C6芯片與ENC28J60以太網控制芯片組成，采用μIP協議棧實現可靠的端到端服務。
遠程監控部分由PC機與應用軟件組成。應用軟件為Visual Studio 2010開發的監控軟件，可供用戶實時地查看監控對象的參數，并控制遠程設備。

2 硬件設計
2．1 數據采集部分
該部分采用TI公司的CC2530芯片。CC2530通過I／O口與數據采集芯片相連，把采集到的數據經過ZigBee無線傳感器網絡傳到數據處理與控制部分。
CC2530除具有代碼預取功能的低功耗8051微控制器內核外，還具有8 KB內存、最高128 KB閃存、5通道DMA、一個16位定時器和一個8位定時器、8路輸入和可配置分辨率的12位ADC、2個支持多種串行通信協議的強大USART，21個通用I／O口，適應2．4 GHz IEEE802．15．4標準的RF收發器。其具有極高的接收靈敏度和抗干擾性能，只需要一個晶振和極少的外接元件即可正常運行。CC2530與外圍器件的連接關系如圖2所示。