系统的软件实现 - 基于ZigBee的无线遥控系统的设计

　　3 系统的软件实现

　　zigBee网络分为两部分分别实现，一个是遥控器的软件程序编写，另一个是遥控终端节点的软件实现。

　　3.1 ZigBee遥控器的软件实现

　　ZigBee遥控器的实现需要移植zigBee协议栈到Mcu，以及编写zigBee应用层的程序。本文采用的ZigBee协议栈是Freescale公司开发的BeeSTack。对Beestack协议栈的移植主要是初始化ZigBee收发芯片Mcl3192，配置其各个寄存器及设置收发模式，并令其正常工作。这里着重描述ZigBee应用层程序的实现。遥控器的应用层程序流程如图4所示。

 

　　本文采用的家庭自动化模板是ZigBee联盟认证的公共模板之一，利用该模板定义的家庭自动设备与相应的ZigBee簇库，实现对家电的开关、家电状态的获取和家电参数的调节等。首先，利用模板定义的设备，以端点的形式实现。这些端点连接到ZigBee协议栈，进而连接到其他端点。其次，端点与端点之间的通信是通过输入输出簇来实现的，这些簇包含了应用对象所共享的全部信息属性。

　　首次运行该遥控系统时，必须通过遥控器作为网络协调器建立一个PAN网络。建立网络的过程包括通过App—Han—dleEdDelect（）函数来扫描能量信道，App—Prepareco0rdinator（）函数选择短地址信息，设置PAN网络标识ID，初始化网络设置等等，调用MLME—sET.request{}和MLME—sET.request{}来使用新的超帧配置参数。网络建成之后，协调器扫描并捕获信道上设备的入网请求，给入网的设备分配16位的网内地址与网络标识号，绑定设备端点之间或对象之间的逻辑连接，并不断地维护和更新网络端点绑定表。绑定的过程是网络协调器检查模板ID是否有一个输入簇ID与输出簇ID对应，若是就把它们的对应关系添加到绑定表里。遥控器作为网络协调器通过发送应用层控制帧，传输对应簇的属性控制设备节点。

　　3.2 终端设备节点的软件实现

　　终端节点必须与协调器采用一致的应用模板，才能与协调器正常通信。终端节点作为RFD设备，功能较简单，组网过程与遥控器类似。组网成功之后，除非设备发生故障或无法通信，一般都不拆除终端节点。这里建立的网络采用信标不使能的通信模式，终端节点周期性被唤醒，向网络发生数据请求帧，若查询到网络协调器有属于该节点的数据，则响应协调器，发送数据给网络协调器或者接收控制帧驱动家电设备完成控制。响应完协调器的数据之后，终端节点返回到周期性休眠与唤醒状态，隔一定延时再向协调器发送请求帧。

　　4 结语

　　本文在充分了解ZigBee技术特点的基础上，设计实现了ZigBee无线技术在家电遥控系统。实验数据显示，该系统在30米范围内，无线数据通信的丢包率仅为2％ 一4％之间，若加大发射功率，能达到更长距离的遥控要求。在功耗方面，由于采用ZigBee技术，加上终端节点采用周期性唤醒机制，大大节省开销，降低系统整体功耗。本文的zigBee家电无线遥控系统是智能家居的一部分，可以预见，随着越来越多内置ZigBee功能的家电设备投入市场，将能构建更舒适，更方便、更环保的智能家居系统。