LM3S9B96與CC2520平臺上的ZigBee組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用
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2．2．1 協(xié)調(diào)器的功能模塊配置
LM3S9B96微控制器提供了3個UART通信口，在zstack_collector工程中選擇UART0作為串行通信端口。在系統(tǒng)時鐘配置上，為使協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行在50 MHz的頻率上，需使用PLL(Phase Locked Loop，鎖相環(huán))進(jìn)行系統(tǒng)時鐘4分頻配置。另外，程序中使用定時器timer0A與time0B以支持協(xié)議棧任務(wù)的運(yùn)行。CC2520與LM3S9B96之間采用SPI接口，其他引腳配置為：FIFOP作為接收數(shù)據(jù)包判斷的重要引腳，對應(yīng)開發(fā)板上的中斷引腳PC6；數(shù)據(jù)緩存判斷引腳FIFO則對應(yīng)PC7。在接收模式下，當(dāng)發(fā)生越界或幀接收完畢時，F(xiàn)IFOP引腳可以用來中斷微處理器，F(xiàn)IFO引腳可以用來判斷數(shù)據(jù)是否都處于接收FIFO中。CC2520與LM3S9B96微控制器的接口如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/155236.htm
CC2520利用SFD、FIFO、FIFOP和CCA 4個引腳查詢數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)，利用SPI接口(CSN、SO、SI、SCK)與LM3S9B96微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及命令傳送。另外，利用RSTn引腳復(fù)位芯片并使用VREG_EN引腳使能CC2520的電壓調(diào)整器，使其產(chǎn)生CC2520正常工作所需的電壓，CC2520的電壓規(guī)格范圍為1．8～3．8 V。本平臺的CC2520與CC2530使用單極天線進(jìn)行通信。
2．2．2 協(xié)調(diào)器的軟件環(huán)境配置
使用“#includeconfig／lm3s／f8wConfig．h”與“#includeconfig／lm3s／f8wCoord. h”將該工程配置為協(xié)調(diào)器工程項目。然后在ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)置上，通過“#define DEFAULT_CHANLIST 0x00000800”宏定義將物理信道配置為11，通過“#define ZDAPP_CONFIG_PAN_ ID0xFFFF”宏定義使得協(xié)調(diào)器運(yùn)行時可自行設(shè)置PAN ID，若ZDAPP CONFIG_PAN_ID值不為0xFFFF時，PANID由其指定。ZigBee節(jié)點(diǎn)的2．4 GHz頻段有著良好的抗干擾性能，不同信道下的通信互不干擾。在組網(wǎng)過程中務(wù)必保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁有相同的PAN ID及物理信道，處在同一網(wǎng)絡(luò)下，否則將無法正常組網(wǎng)通信。
3 ZigBee無線組網(wǎng)研究
3．1 LM3S9B96+CC2520協(xié)調(diào)器的組網(wǎng)流程
CC2520協(xié)調(diào)器軟件初始化的基本思路是：先對LM3S9B96與CC2520控制端口進(jìn)行初始化；使能觸摸屏ADC通道，使能UART通信端口，使能SPI口，并通過SPI口按照CC2520芯片的操作時序初始化CC2520；操作系統(tǒng)抽象層加載協(xié)議棧運(yùn)行任務(wù)，并提供信息管理、任務(wù)同步、時問管理、中斷管理、任務(wù)管理、內(nèi)存管理、電源管理以及非易失存儲管理等服務(wù)。開啟無線收發(fā)機(jī)后，就可以運(yùn)行任務(wù)程序等待數(shù)據(jù)的收發(fā)。協(xié)調(diào)器設(shè)備的組網(wǎng)程序流程如圖4所示。
3．2 LM3S9B96+CC2520與CC2530組網(wǎng)研究
ZigBee有著大規(guī)模的組網(wǎng)能力，每個網(wǎng)絡(luò)理論上最大可支持65 535個節(jié)點(diǎn)，本設(shè)計利用多達(dá)十幾個節(jié)點(diǎn)構(gòu)成ZigBee平臺，研究發(fā)現(xiàn)LM3S9B96與CC2530進(jìn)行無線組網(wǎng)，必須具備以下幾個條件。
(1)采用相同的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧
因相同協(xié)議棧組網(wǎng)握手協(xié)議及流程一樣，要保證網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸過程一致，協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備之間只有采用相同的協(xié)議棧，才能實現(xiàn)互操作。在組網(wǎng)實驗中，統(tǒng)一采用了ZigBee 2007／PRO協(xié)議棧。
(2)PAN ID號和信道的配置
協(xié)調(diào)器和路由器、終端設(shè)備的PAN ID號必須保持一致，所采用的信道也必須相同。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的PANID號與ZDAPP_CONFIG_PAN_ID宏值的設(shè)置有關(guān)，若其值為0xFFFF，則協(xié)調(diào)器將產(chǎn)生一個隨機(jī)的PAN ID，而路由器和終端設(shè)備將在自己的信道上隨機(jī)選擇一個網(wǎng)絡(luò)加入，并以協(xié)調(diào)器的PAN ID作為自己的PAN ID；若其值介于0x3FFFF與0xFFFF之間，則協(xié)調(diào)器將根據(jù)自己的IEEE地址隨機(jī)產(chǎn)生一個PAN ID，而路由器和終端設(shè)備將以ZDAPP_CONFIG_PAN_ID的值作為其PAN ID；若其值小于等于0x3FFFF，則協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備均會以ZDAPP_CONFIG_PAN_ID的值作為其PAN ID。2．4 GHz的射頻頻段被分為0x0B～0x1A共16個獨(dú)立的信道，在組網(wǎng)過程中，協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備必須采用相同的信道。
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