基于zigbee立体书库标识和管理系统实现

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1、基于ZigBee立体书库标识和管理系统实现　　作者简介：杜娟（1989—），女，四川绵阳人，硕士研究生，研究方向：嵌入式系统、软件工程、人工智能（E-mail：642061399@qq.com）；李众立（1948—），男，四川绵阳人，教授，硕士生导师，研究方向：嵌入式系统，人工智能，软件工程。摘要：长久以来，中国传统图书管理系统只有“仓储”的概念，没有“现代物流”的概念。本文提出一种基于ZigBee技术的标识与管理系统，并将这一系统应用于现代书库管理中。首先在书库工作现场构建基于ZigBee技术的无线局域网，然后将RFID扫描得到的信号经MCU处理后通过ZigBee通信模块发射

2、到工作现场的网关节点，再通过RS-232的方式将网关数据传输到书库管理中心服务器，实现工作现场操作人员和中心服务器之间的信息实时交互与管理。关键词：现代物流；ZigBee；无线局域网；RFID中图分类号：TP212文献标识码：A1引言9科学技术的不断前进推动着流通领域不断的革新与发展，基于ZigBee的书库的标识与管理系统融合了RFID技术、ZigBee技术和无线数据传输技术等，是先进的仓储物流管理方案，保证图书业务活动端数据的实时采集和传输，从而保证了实物流和信息流的完全一致，大大提高了书库物流效率，加速了书库管理智能化的进程[1，2]。2Zigbee技术Zigbee是一种无

3、线标准，Zigbee的基础是IEEE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网（PersonalAreaNetwork，PAN）工作组的一项标准。802.15.4的MAC层基于802.11无线LAN标准，但是它的物理层与流行的802.11b物理层相似。ZigBee有三个工作频段：2.402～2.480GHz、868～868.6MHz、902～928MHz，共27个信道[3，4]。3系统的设计与实现3.1系统硬件设计在每个书架上，都有一个显示屏和阅读器。运用电子标签技术建立货物身份，运用射频识别及ZigBee技术定位[5]每一件货物在仓库及货架位置，电子标签依靠阅读器发送过来的

4、载波将存储的信息发送到阅读器，再由内嵌在阅读器中的ZigBee模块，通过ZigBee网络，最终传送给作为协调器的ZigBee模块，从而使多台RFID阅读器无线连接自动组网或者与其他仪器、设备及不同协议读写器之间联网，实现数据的多点无线采集和传输的目的来实时掌握图书的物流信息，并将图书信息及书架信息动态的显示在书架的显示屏上。如图1。9采用的方法是在RFID系统的阅读器同ZigBee模块相连，来达成远距离标识与管理系统。这主要有以下几个优点：1）低功耗，时延小。因为ZigBee的传输速率低、数据量小，因此信号的收发的时间短，在非工作模式下，ZigBee模块又处于休眠状态下。2）传

5、输距离较满足实际应用。通信距离较大一般在10～100m内，加大发射功率后可以进一步地扩大其射频距离，并且在实际应用中可以通过建立多跳通信后，其通信距离也会提高。3）网络容量很大。一个ZigBee网络最多可包括255个节点，再通过网络协调器将网络互连，其网络容量将达到很大，一个Zigbee网络可以容纳最多65536个从设备和一个主设备。4）自组织网络。网络协调器可以自组织网络，采用CSMA/CA方式进行信道接入。3.2系统终端结构图书库标识与管理系统终端由CPU、RAM、FLASH、液晶显示模块、RFID阅读器、Zigbee无线通信模块、A/D转换器、电源装置以及一些接口组成。其

6、结构图如图2。4系统软件设计4.1网络的建立及设备的加入9ZigBee网络中，只有协调器可以建立网络，首先协调器的应用层调用NLME_NETWORK_FORMATION.request原语，发出建立网络请求，网络层收到这个原语后，要求MAC层执行信道能量扫描。然后网络层管理实体发送MLME_SCAN.request原语。MAC层收到后首先通过发送信标请求命令帧开始执行主动扫描，通过记录每次接收到的信标帧信息，扫描可用信道网络活动情况，并将扫描结果记录在个域网描述符列表中，最后找到一个最优信道。接着随机选择一个不与已有标识号冲突的网络标识号，并选择16位网络地址为0x0000，然

7、后网络层向MAC层发送MLME_START.request原语。请求开始发送信标帧，运行新的个域网。网络层收到个域网启动状态后，通过NLME_NETWORK_FORMATION.confirm原语将告知应用层建立要求的网络状态。最后协调器应用层通过发送NLME_PERMIT_JOIN.request原语允许设备与网络连接。9子设备应用层首先设定待扫描的信道以及每个信道扫描的时间，调用NLME_NETWORK_DISCOVERY.request原语寻找合适的网络，网络层收到原语后，通过MLME