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XPort与ZigBee模块的Internet接入技术 通信网络 免费猫

发布时间:2020-02-17 13:42:46 阅读: 来源:橡塑海绵厂家

XPort与ZigBee模块的Internet接入技术 - 通信/网络 - 电子工程网

当用户通过Internet发送控制家电的信息或者想要获得家电状态时,XPort就将收到的网络数据转换为串口数据,通过其引脚4发送给LM2455- EM的串口(P1.0);LM2455-EM做出相应的响应,并通过无线收发器向终端设备发送相关命令。同样,终端设备对收到的命令做出响应,如果用户端需要读取家电状态,则发送状态信息给控制中心。当LM2455-EM收到ZigBee无线数据时,将其发送到XPort的引脚5,XPort就将原始数据打包成TCP/IP数据包,发送给用户。

3 ZigBee模块

ZigBee模块LM2455-EM的核心是韩国RadioPulse公司推出的一款片上系统芯片MG2455-F48。它完全兼容IEEE 802.15.4标准和ZigBee标准,为家电控制、无线传感器网络等ZigBee应用提供一种无线解决方案。由RF收发器、嵌入式8051核微控制器、内部Flash存储器一般I/O口和定时器、UART等外围设备组成;通信速率有250 kbps、500 kbps、1 Mbps,提供μ-law/a-law/ADPCM语音编码支持,具有96 KB的Flash程序存储空间和8 KB数据内存。

在空旷场合,通信距离可以达到200 m。其功耗很低,在睡眠模式下,电流消耗低于1μA;在接收状态下,电流消耗为33.2 mA;在发送状态下,0 dBm时电流消耗为30.6 mA,8 dBm时电流消耗为43 mA。MG2455-F48采用四侧无引脚扁平48引脚封装方式。

MG2455-F48芯片集成了符合ZigBee协议标准的射频收发器和微处理器,具有通信距离远、抗干扰能力强、组网灵活、性能稳定可靠等优点,能实现点对点、一点对多点、多点对多点间的数据透明传输,可组成星型、树型、蜂窝型等网络拓扑结构。数据通信方式包括广播方式和按照目标地址发送方式。 RadioPulse公司以库文件的形式为用户提供ZigBee协议栈软件,用户可使用Keil等工具软件编译自己的应用程序。

4 XPort的配置

XPort上电后需要进行配置,使其符合用户需要的工作状态。Lantronix公司提供了相应的工具软件Lantron-ix Devicelnstaller。运行该软件,如果XPort供电正常且已经接入网络,该软件会自动搜寻到该设备。可以通过3种方式配置XPort:浏览器方式(推荐使用,图形用户界面),Telnet:远程登陆方式和串口方式。

首先使用DeviceInstaller软件为其分配一个有效的IP地址,然后设置XPort的串口工作方式,最后设置其网络参数。使用协议选择TCP,工作模式为接收连接。需分配一个本地端口,如果选择主动连接,则需要选择远程主机的IP地址和端口号,其他默认设置即可。

使用浏览器配置XPort的参数需要人工手动设置,而使用基于命令行的串口方式可实现自动设置。用户编写的XPort参数设置程序,上电时自动启动进入监视模式,完成相关参数设置。由于XPort内置Web服务器,可以使用JAVA applet编写自己的网页程序,烧写到XPort的用户存储空间,然后在程序中使用Socket.receive()和Socket.send()处理用户自己的数据。

5 ZigBee网络构建

ZigBee网络有星型、树型、网状等多种组网方式。组建成什么网络应根据需要而定。对各家电问没有通信需求,也没有扩展通信距离需要的,可以构建成星型网络。在星型拓扑结构中,所有的终端设备都与唯一的中央控制设备——PAN协调器通信,终端设备之间的通信通过PAN协调器的转发来完成。终端设备要么是通信的起点,要么是通信的终点;PAN协调器则既可以是通信的起点,也可以是通信的终点。

在一个ZigBee网络中,设备类型分为ZigBee协调器、ZigBee路由器、ZigBee终端设备,PAN协调器就是ZigBee协调器。 ZigBee协调器是一个起网络控制中心作用的FFD,它不单为网络控制而存在,还可以有自己的应用。与XPort连接的ZigBee模块LM2455- EM就充当ZigBee协调器的角色,负责网络的创建。

创建一个新的网络需要用到以下几个网络层原语。

①NLME-RESET.request原语:实现对网络层复位,清除所有内部变量和路由发现表记录。

②NLME-NETWORK-FORMATION.reqctest原语:创建一个新的ZigBee网络。只有充当ZigBee协调器的全功能设备才能尝试建立一个新网络,在创建网络之前,它首先会请求MAC层执行能量检测扫描。

③NLME-PERMIT-JOINING.request原语:允许一个ZigBee终端设备加入网络。

构建网络代码由ZigBee协议库文件实现的main()函数来调用。它可以在ZUSER_INIT()中实现,也可以在ZUSER_MAIN()中实现。处理用户自己数据则在ZUS-ER_MAIN()中实现。运行在ZigBee协调器中的main()函数通过一个死循环调用ZUSER_MAIN() 来执行任务和工作,其伪代码如下:

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