移动设备中ZigBee接口的实现

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1、移动设备中ZigBee接口的实现引言ZigBee是一种短距离、低速率无线网络技术，是一种介于RFID和Bluetooth之间的技术提案。ZigBee一般采用IEEE802.15.4收发器与ZigBee协议栈的组合，在数千个微小的节点之间相互协调实现通信。这些节点只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。因此，ZigBee在传感器网络、智能家居、工业自动化等领域有广泛的应用。市场研究公司NSR曾发布报告指出，首批具备ZigBee功能的产品将于2006年第一季在北美、欧洲和亚太地区展开，该机构并预估，

2、到2010年，全球将可望部署5.8亿个ZigBee组件，成长非常快速。同样，市调机构In-Stat也曾在2005年发布新闻指出，五年内，ZigBee成长将超过200%。但是，由于各家使用ZigBee技术的设备商采用的应用协议不同，所以目前市场上很少通用的测试设备，执行包括信道检测，数据监听，发送功率等功能。本文介绍了一种在移动设备中实现ZigBee接口的方法，以windowsmobile6.0Professional为平台，在仿真器中给出了演示，同时，在HPiPaqrx3700的真机下测试通过。 1.      系统组成及功能如图1所示，按照功能，系统可以

3、分成ZigBee模块和移动设备这两个部分，它们通过串口进行通信。ZigBee模块负责IEEE802.15.4信号的发送和接收，移动设备负责数据的处理，并向用户提供有好的UI。图1系统组成框图系统的功能如下：1.      信道检测。通过扫描，完成ZigBee技术2.4GHz频段16个信道的状态检测，并返回给UI进行显示。2.      发送/接收信道设置。用户通过UI给ZigBee模块发送指令，使之通过设定的信道来发送和接收数据。3.      发送/接收数据。用户可以用文本方式或者HEX方式发送数据，并且可以用一定间隔进行连续发送。4.      发送功

4、率设置。用户发送数据时，通过UI给ZigBee模块发送指令，可以设定发送的功率大小。 2.      结构模型2.1硬件结构模型如图1所示，ZigBee模块选用Freescale的HCS08GB60为MCU，MC13192为IEEE802.15.4收发器，它们之间通过SPI接口进行通信。移动设备通过串口和ZigBee模块中的HCS08GB60进行通信。2.2网络结构模型ZigBee网络可以使用Star、Mesh和Mesh-Tree这三种拓扑结构，具体可以参考图2.图2ZigBee网络拓扑结构模型从成本上来考虑，无线部分采用了Freescale免费提供的SM

5、AC（SimpleMAC）。SMAC给出了物理层和MAC层的API函数，包括工作状态转换、信道选择、发送功率选择、时钟选择、信道能量和接收信号能量指示（RSSI）等等。该工程文件以Source的方式给出，而不是lib，且可以直接从Freescale网站上下载得到。 3.      软硬件设计平台硬件设计软件采用经典的Protel99se，主要涉及ZigBee模块的设计。设计输出原理图和PCB图如下图3所示：图3硬件设计输出图嵌入式开发环境采用CodeWarriorforHCS08V3.1，使用C语言和汇编语言进行开发。移动设备使用windowsmobile

6、设备。具体开发环境为：MicrosoftVisualStudio2005+SP1+WindowsMobile6professionalSDK+.NetCompactFramework2.0SP2。 4.      ZigBee模块程序流程目前，嵌入式系统有三种主流架构解决方案：基于中断的多任务模拟、前后台系统和实时多任务操作系统。“中断模拟多任务”会导致系统丢失中断信息，大大破坏系统的稳定性，所以这种方法是不建议使用的。多任务实时操作系统是目前最成熟而且最合理的解决方案，但是实时操作系统一般为第三方提供，需要付费，而且就像uCOS-II这样的开源系统也不再

7、免费，若在没有获得许可的情况之下使用，可能会涉及到版权纠纷。而自己开发实时操作系统，研发开销太大，另外，一些功能简单或者对实时性要求不高的系统，根本没有必要上实时操作系统。因此，在实际开发中，很有可能会采用简单的前后台系统。前后台系统的基本概念是“前台中断，后台循环”。前后台系统的基本思想是：硬件中断函数中只做非常少量而且是绝对必须的操作：如设置中断寄存器、保存数据寄存器等，然后置后台标志位，随即退出中断。这些操作称为“前台操作”。而后台操作是一个开放中断的无限循环。在循环中检查各后台标志位，如果某一标志位被置位，则说明有中断发生，立即调用相应的中断服务任

8、务，这些任务被称为“后台操作”。在ZigBee模块的嵌入式软件开发