基于Zigbee的病房護(hù)理機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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1．2 護(hù)理機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
護(hù)理機(jī)主控板主控芯片采用的是PIC18F87K22，單片機(jī)編程采用MPLAB IDE V8．63完成。作為數(shù)據(jù)檢測終端的下位機(jī)(各病房的護(hù)理機(jī))正常工作時主動向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送信息，各ZigBee通訊模式采用“透明模式”；上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送信息時，ZigBee通訊模式采用“AT命令模式”。數(shù)據(jù)發(fā)送方式采用“MSB方式”，即先發(fā)送高字節(jié)，再發(fā)送低字節(jié)。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的幀格式如表2、表3所示，其中機(jī)器身份碼選用ZigBee模塊出廠時的ID號，這樣不會造成地址沖突。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/154965.htm
1．3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立過程
在一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的所有ZigBee模塊必須具有相同的PAN ID和信道，而且網(wǎng)絡(luò)中有且只能存在一個協(xié)調(diào)器(Coordinator)，協(xié)調(diào)器用于網(wǎng)絡(luò)的搭建。當(dāng)協(xié)調(diào)器上電數(shù)秒后網(wǎng)絡(luò)才開始啟動，協(xié)調(diào)器將是網(wǎng)絡(luò)的第一個節(jié)點(diǎn)，此后，各路由器(Router)可以與協(xié)調(diào)器進(jìn)行連接并加入到網(wǎng)絡(luò)中來，且加入到網(wǎng)絡(luò)中的路由器將允許其它路由器通過連接自己而加入到網(wǎng)絡(luò)中，整個網(wǎng)絡(luò)中的任意兩個節(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通訊，并且網(wǎng)絡(luò)中的任何一個節(jié)點(diǎn)都可以向網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播；一個模塊能否加入網(wǎng)絡(luò)在于其通訊距離內(nèi)是否己存在加入網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)?？紤]到星形網(wǎng)的控制和同步相對比較簡單，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時選用了星型網(wǎng)絡(luò)方式組網(wǎng)(圖2)。該網(wǎng)以一個功能強(qiáng)大的FFD協(xié)調(diào)器作為網(wǎng)絡(luò)中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)全網(wǎng)工作，其它的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)(護(hù)理機(jī))分布在其覆蓋范圍內(nèi)。具體實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)時，首先通過廠家提供的HAC-Studio上位機(jī)軟件，利用AT命令設(shè)置所有入網(wǎng)的ZigBee設(shè)備，使它們具有相同的信道和PAN ID值，然后將協(xié)調(diào)器設(shè)備與上位監(jiān)控PC機(jī)相連，并使兩者設(shè)置有相同的通信口、波特率、校驗(yàn)位等通信參數(shù)，最后通過基于API的Windows多線程串口編程，實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與上位PC機(jī)監(jiān)控管理程序的通信。上電后整個組網(wǎng)過程是自動進(jìn)行的，無需人工干預(yù)。
本文設(shè)計(jì)的基于ZigBee的護(hù)理機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，整個網(wǎng)絡(luò)的通信工作流程規(guī)定如下：
(1)下位機(jī)待機(jī)時，每隔5s，發(fā)送身份號(ID)和狀態(tài)數(shù)據(jù)到上位機(jī)。
(2)下位機(jī)工作時，每隔500ms通過ZigBee模塊發(fā)送身份號和當(dāng)前工作數(shù)據(jù)到上位機(jī)。
(3)上位機(jī)在添加一個新的下位機(jī)ID(入網(wǎng)身份證號)時，主動發(fā)送命令字給下位機(jī)，然后需等待下位機(jī)的應(yīng)答，若10s內(nèi)下位機(jī)無對此命令的應(yīng)答，應(yīng)重復(fù)給下位機(jī)發(fā)送此命令。超過15s上位機(jī)未接收到下位機(jī)的應(yīng)答信息，將提示與該下位機(jī)連接不成功(即認(rèn)為下位機(jī)不在網(wǎng)絡(luò)內(nèi))。
1．4 協(xié)調(diào)器與上位機(jī)軟件的通信
ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與上位機(jī)監(jiān)控軟件的通信是通過深圳市華奧通通信技術(shù)有限公司的HAC-DEV開發(fā)測試板連接完成的。HAC-DEV開發(fā)測試板是HAC-LBee ZigBee的測試開發(fā)裝置，它能夠直接和HAC-LBee系列的ZigBee模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器就是安裝在HAC-DEV開發(fā)測試板上的(圖3)，因此PC機(jī)串口的波特率、校驗(yàn)位等需要與ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的一致，這樣才能保證硬件連接的成功。在協(xié)調(diào)器與上位監(jiān)控PC機(jī)連接成功后，要實(shí)現(xiàn)真正的通信，必須通過上位機(jī)軟件對PC機(jī)串口編程來完成。
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