线性代数同济答案与解析

1、ZigBee技术介绍及应用 汇报：张兴 时间：2014年8月22日 2 什么是Zigbee？ ZigBee是一种技术标准（基 于IEEE802.15.4），该标准 定义了短距离，低数据传输 率的局域网无线通讯协议。 ZigBee：Zigzag + Bee ZigBee发展 背景：为解决无线通讯技术中功耗大，组网容量小，通讯协议复杂的问题，决定在HOME RF基础 上开发一套新的通讯技术标准。即802.15.4标准。 具体发展： 2001年 zigbee联盟成立。 2004年公布zigbee1.0。支持星形网络，不支持网状网络，稳定性差，仅用于研究。 2006年公布zigbee1.1。 TI收购

2、了chipcon，进入zigbee阵营。 2007年发布zigbee 2007 。 3 Zigbee芯片 厂家厂家芯片芯片 TICC2420 CC2430 CC2431 CC2520 CC2530 CC2531 MicroChipMRF24J40MA FreescaleMC13191/92 AtmelAT86RF212 4 目前市面（淘宝）上应用最多的是TI的CC2530系列芯片。 Zigbee与常见无线技术对比 5 名称名称传输数据传输数据 速率速率 传输距离传输距离IEEE技术技术 标准标准 典型应用场合典型应用场合 WiFi1-11Mbps30-100m802.11a/ b/c/n/g

3、无线internet接入 蓝牙1-3Mbps2-10m802.15.1- 2 无线手持设备，无线鼠标、 键盘，蓝牙音频设备 ZigBee20- 250Kbps 10-200m802.15.4无线传感器网络（WSN）， 油矿参数监测，智能家居 ZigBee技术特点 6 ZigBee网络技术相关概念 l网络设备分类： 1.协调器（Coordinator）：负责网络的建立，维护以及与上位机通讯。 2.路由器（Router）:负责无线网络数据的路由，保证数据由终端节点传输到协调器。 3.终端节点（End Device）：负责无线网络数据的采集、命令的执行等。 l网络拓扑类型： 1.星型网络拓扑。 2.

4、网状网络拓扑。 3.数状网络拓扑。 l通讯形式 1.广播形式 2.组播形式 3.点播形式 8 Zigbee网络组建过程 9 ZigBee网络相关概念 l网络分层概念 10 分层分层作用作用备注备注 应用层应用层用户应用程序主要由ZigBee协议 定义，Zigbee联盟 负责。 应用框架，应用框架，ZDO等等协议定义的设备对 象 网络层网络层Zigbee定义网络协 议 介质访问层介质访问层MAC，硬件地址802.15.4 标准规范， IEEE负责。 物理层物理层物理电气接口参数 什么是协议栈 ZigBee协议：分为2部分，其中由 IEEE802.15.4定义物理层和MAC层， ZigBee联盟定

5、义了网络层、应用层等规范。 ZigBee协议栈：将各层定义的协议集合一起 ，使用函数形式封装起来，为用户提供相应 的API接口，以便用户应用程序使用。 不同厂家提供的协议栈可能不同，例如函数 名称差异等，但是协议必须是相同的。 TI（德州仪器）提供的zigbee协议栈为 ZStack。该协议栈提供CC2530的硬件调用 函数，如串口，GPIO等。 11 ZStack协议栈工作原理 Zstack：协议栈是一个任务事件轮询式的操作系统。一开始初始化各层后，系统进入低功耗模式， 一旦相应的事件发生后，唤醒系统，进入中断处理，如果多个事件同时发生，根据优先级来依次执 行。 12 Zstack工作流程图

6、 13 如何使用协议栈-发送数据 在协议栈的基础上，用户不需要再去关系 协议栈的具体实现细节，只需要调用相关 的API即可。 一般应用程序进行数据通讯时，基本步骤 如下： 1.配置好设备类型，调用协议栈的组网函数 ，加入网络函数，实现网络建立及节点设 备的加入。 2.发送设备调用协议栈的发送函数，完成发 送数据。 3.接收端设备调用协议栈的接收函数，完成 数据接收。 14 数据发送函数 如何使用协议栈-接收数据1 15 根据不同的输入事件， 来判断和处理发送的 数据，本例中根据 AF_INCOMING_MSG _CMD 来处理发送的 数据。 处理函数如下： GenericApp_Message

7、 MSGCB ( afIncomingMSGPack et_t *pkt )， 节点传送的数据在 *MSGpkt结构体里。 如何使用协议栈-接收数据2 16 得到的数据在 pkt结构体里的 cmd的data里， 该程序主要作 用将data数据 拷贝到变量 temperature里， 然后用串口传 送到上位机上。 afIncomingMSGPacket_t *pkt 结构体 17 CC2530芯片介绍 19 1.CC2530 是适合2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的 片上系统（SoC）解决方案. 2. CC2530 将RF 收发功能与业界标准的增强型8051 CPU相结合，它拥有系统内 可编程闪存64-256K，8-KB RAM。 3.含有2个UART接口，4个定时器,1个12-bit ADC。具有电源管理功能，作为节点 设备时，功耗可以降低很多。 4.与TI提供的ZigBee协议栈配合使用，简单方便。 典型应用电路图 20 应用展示 相关硬件： 3个网蜂zigbee模块，1台PC电脑。 展示功能： 1个zigbee模块（标记C）实现协调器功能 ，负责接收节点发送的数据。同时利用上 位机显示和保存发送的数据。 另外2个zigbee模块（标