Zigbee开发技术和实践(丁春强)第8章.ppt

　　　　　　了解Zigbee程序的开发过程。　　　掌握Zigbee程序体系结构的设计。　　　掌握协调器和路由器程序的编写。 　　　　　　　　　?【描述8.D.】　　　采集温度和光敏数据并进行传输。 　　　　　　Zigbee技术的低功耗、低成本、低速率的特点，使其在日常生活中的应用越来越广泛。Zigbee技术作为无线传感器网络的典型代表，可以大范围地布置节点，大范围地覆盖传输，因此，大规模的Zigbee网络的设计思想变得尤为重要，本章将以Zstack协议栈为例来讲解Zigbee应用程序开发的思想。 　8.1.1 设计概述　　　Zstack应用程序设计是本书的核心，并且这一部分是直接面向用户的。本章内容主要分为两个部分：Zigbee程序体系结构的设计和程序的编写。　　　Zigbee程序体系结构的设计包括应用环境的分析、协调器功能设计、路由器功能设计和终端设备功能设计。　　　程序的编写部分按照功能设计的不同分为协调器部分程序编写、路由器部分程序编写和终端设备程序编写。 　8.1.2 Zigbee程序开发　　　Zigbee程序开发和其他的嵌入式开发设计基本上是相同的，都需要以下几个步骤：　　　(1) 需求分析；　　　(2) 体系结构的设计；　　　(3) 应用程序的编写；　　　(4) 程序的调试和测试。 　　　1. 需求分析　　　在开发一个项目之前，首先要对项目进行需求分析，包括所使用的软硬件平台、硬件的成本及设计、技术参数的分析和功能需求分析。　　　2. 体系结构的设计　　　在进行完需求分析后，要对整个系统进行体系结构的设计，包括体系框架、模块设计以及软件功能的设计。 　　　3. 应用程序的编写　　　在需求分析和体系结构分析完成之后，开发者对系统有了一个系统的了解，可以根据功能设计进行程序的编写。　　　4. 程序的调试和测试　　　在应用程序编写完成之后，要对程序进行调试和测试。对于Zstack应用开发，由于内容的限制，本节只重点讲解体系结构的设计和应用程序的编写，项目需求分析和程序的调试不作为重点介绍。 　　　Zigbee程序设计的过程中，当需求分析完成之后，会根据需求确定要实现的功能，由于Zigbee网络中有三种设备，分别为协调器、路由器和终端设备，它们的软件功能是有差异的，所以需要将三种设备的功能分开来设计。 　　　在本节内容中将首先介绍Zigbee的一些应用环境，然后针对一种特定环境设计Zigbee体系结构以及协调器、路由器和终端设备的功能。 　8.2.1 应用环境分析　　　Zigbee技术的应用领域非常宽广，已经渗透到生活中的方方面面，涉及到城市公共安全、公共卫生、安全生产、智能化交通、智能家居、环境监测等领域。　　　1. 工业控制　　　在工业领域，利用传感器和Zigbee网络，使数据的自动采集、分析和处理变得更加容易。例如火警检测和预报、机器的检测和维护，这些应用不需要很高的数据吞吐量和连续的状态更新，重点是低功耗，最大程度地节省电池的能量。 　　　2. 汽车管理控制　　　在汽车上，由于很多传感器在内置转动的车轮或发动机中布线很困难，比如轮胎压力监测系统，因此需要内置的无线通信设备，使用Zigbee模块就是一种比较好的解决方式。同样，Zigbee技术也应用在了小区车辆的管理系统中，随着小区的智能化，地下停车场用于停放小区住户的车辆，停车场管理系统能够快速准确地管理小区的车辆，能有效地防止车辆被盗以及解决排队等候和人工收费透明度不高等种种问题。 　　　3. 农业应用　　　在精准农业应用中，需要成千上万的传感器构成比较复杂的控制网络。传统农业主要使用孤立的、没有通信能力的机械设备，主要依靠人力监测农作物的生长状况。采用了传感器和Zigbee网络以后，农业可以逐渐地转向以信息和软件为中心的生产模式，将采用更多的自动化、网络化、智能化和远程控制的设备来耕种。其中，传感器可以收集包括土壤湿度、pH值、温度、湿度等信息。这些信息的采集和处理经由Zigbee网络传输到控制中心，供农民决策和参考。 　　　4. 智能家居　　　由于生活质量的日益改善，各种家电设备的高度自动化和智能化已经成为一种消费需求。Zigbee技术在无线传感器网络和各种无线终端控制方面有良好的前景，为传感器网络和控制设备提出了新的方案。Zigbee的网络控制系统可以实现对各种家电设备的控制和调节，只需要对旧式家电或家居进行改装，或加入必要的驱动电路，便可以实现小信号对交流电器的控制。 除此之外，室内温度、光照等环境参数也直接影响生活质量，这些环境参数可以通过Zigbee控制器对室内温度、光照检测设备进行较远距离的实时采集，然后对家电或者家居进行不同程度的调节。　　　本节内容将以智能家