ZigBee在旅游景區照明監控系統中的應用
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協調器開始工作之前，首先對ZigBee協議進行初始化，應用程序通過MAC層發送“掃描請求”原語(MLME-SCAN．request)開始進行能量掃描，檢查其周圍有無其他的ZigBee網絡存在；然后等待MAC層的能量掃描結果，若在掃描過程中找到一個沒有被其他PAN使用的信道，則PAN標識符可以任意選擇，若不得不和其他PAN共用信道，則所選信道不要與同信道中其他PAN標識符相沖突，網絡地址則可任意選擇，可在程序中設定；最后啟動協調器并通過“網絡構建請求”原語(NLME-NETWORK-FORMATION．request)構建一個ZigBee新網絡，在“允許入網”請求和證實原語(NLME-PERMIT-JOINING)定義了允許終端節點加入網絡之后，節點設備方可入網，并為加入的終端節點分配16位的短地址。隨著終端設備的連接，PAN就建立起來了，隨后就可以進行數據的傳輸了。
終端節點與協調器建立連接之前，同樣首先初始化ZigBee協議，節點通過“網絡發現”原語(NLME-NET-WORK-DISCOVERY)發現網絡之后，再通過主動掃描或被動掃描方式獲得PAN的信息，首先檢查PAN描述符中的coordAddrMode，以確定協調器的地址模式，并根據地址模式從coordAddress[8]中獲得協調器地址，記錄使用的信道，最后檢查gtsPermit確定協調器是否接受設備的連接請求，確定之后便可發送“設備入網”請求(NLME-JOIN．request)與協調器建立連接。
基于對TI Z-Stack協議棧的分析，TI Z-Stack是一個基于輪轉查詢的操作系統，主函數通過osal_start_system()函數調用(taskArr[idx])(idx，events)函數來執行具體的處理函數，taskArr[]是一個函數指針的數組，可根據不同的idx執行不同的函數。因此在該系統的協調器軟件設計中只需要在操作系統OSAL的框架結構的基礎上，新建兩個任務Task_ZigBee，Task_MSP430，一個UART接收中斷服務程序，當有ZigBee上行數據時，Task_ZigBee接收底層發來的數據，并經過ZigBee協議進行數據解包，然后喚醒Task_MSP430，該任務通過RS 232接口發送消息給MSP430單片機；當有下行數據時，MSP430單片機接收來自SIM300的串口數據后，產生串口中斷，然后喚醒TasK_ZigBee，通過ZigBee協議封裝，并調用功能函數將數據通過ZigBee網絡發送出去。
1．2．2 GPRS軟件設計
為了縮短開發流程，GPRS模塊選用的是內置TCP／IP協議的SIM300，在實際開發中省去了在MSP430中處理TCP／IP協議的流程，而只需要利用AT指令即可實現GPRS網絡的連接、數據的發送和接收等。GPRS模塊在上電復位之后，首先對工作模式、通信波特率、接入網關等進行初始化設置，然后，發送撥號命令與基站服務器建立連接，之后，通過點對點協議(PPP)協商得到系統本地IP，待登錄成功后通過加載數據傳輸協議實現與監控中心計算機的SOCKET連接，在實際操作中通過“AT+CIPSTART=TCP”，“10．2．42．10”，“2020指令連接到監控主機的IP地址(其中“10．2．42．10”是監控主機的IP地址，“2020”是網絡端口號)，然后再通過指令“AT+CIPSEND”開始傳送數據。
2 實驗結果分析
實驗中，組建了一個5節點的小形星型無線網絡，并按照下列步驟做了相應的實驗：
(1)將沒有連接GPRS模塊的協調器與PC機串口相連，其他節點分布在實驗室各個角落，由PC機的串口調試助手發送程序設置的命令給協調器，協調器顯示命令狀態并亮起小燈，緊接著其他的終端節點也亮燈，并穩定的持續著；移動其中一個節點到室外，同樣能收到協調器發送的數據。實驗現象說明所建立的ZigBee網絡在室內表現出較穩定的傳輸性。
(2)將5個節點分別分散地布置室外，將協調器放置在與每個節點大概距離在50～200 m不等的位置，當給設備上電之后各個終端節點小燈閃爍，說明入網成功；將其中一個ZigBee節點移到超出ZigBee網絡覆蓋范圍的地方，又重新回到覆蓋范圍，仍能繼續工作；關閉其中任何一個節點再打開，能立即入網工作；由監控主機發送開燈命令，實驗現象同上。該實驗結果有效驗證了ZigBee無線網絡良好的自組織和自愈特性。網絡協調器與實驗現象如圖5所示。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/200606.htm
3 結論
ZigBee技術具有低速率、短距離、多節點、自組網、組網靈活等特點，結合GPRS網絡通信數據大、覆蓋廣泛、距離長等優勢，達到功能互補。兩者共同組建的系統網絡表現出穩定的傳輸性且時延短，應用在景區照明監控中有助于提高監控的高效性，并能通過軟件設置達到各種照明效果，既可達到景觀照明效果，又能避免不必要的用電浪費，實現節能的目的。
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