基于ZigBee的无线串口集线器的研究与设计

shanyanghuizi

摘要:文章设计了在ARM(Advanced RISC Machines)微处理器上基于ZigBee无线通信协议的无线串口集线器。首先提出基于
, E  R$ ]& |: Y- h2 F) R/ EZigBee组成无线网络的总体方案,接着给出无线串口集线器的硬件设计和软件设计实现方法,最后分析了无线串口集线器
. M6 s6 R& ]5 V: v. h的实际应用。
/ q* X  z/ t* A关键词:ZigBee;ARM;串口集线器
' H2 N6 @3 X* M% @9 w1引言
随着21世纪科学技术的不断进步,无线与移动通信相应得
到了迅猛的发展。方便快捷的无线接人和无线互连等新概念和
2 T: s( t) E3 u; X0 T/ z: _新产品,已逐渐融入人们的工作领域和日常生活中。由于如今对
* j9 T% a1 S: ?8 {0 j无线频率的大量使用,使无线频率资源日渐匮乏，短距离宽带无
线通信技术受到世界许多国家工业界和研究机构的广泛关注。
* n1 O4 {8 S& T6 u/ o; ?0 C伴随着各种便携式终端通信设备的增加，人们对短距离的无线
: `) I$ B) J6 M' e+ N: M与移动通信需求也越来越迫切。无处不在的网络世界,使对各种
9 f& E: G1 c* e: q  L* i电器设备实行网络化管理已成为必然趋势。目前小范围内如以
太网中对终端设备的管理,主要使用有线方式。近来,随着与无
线通信相关的新技术如雨后春笋般涌现出来,大量廉价和高度
' F3 q( R3 F" g集成的无线模块的普及,无线联网技术以其安装成本低、使用方
+ X, m: z( G, Z% c* B( h便等特点，在- -些不便于或需要消除有线连接的场合有了它的
, z) D; i. h, F: Y- Y8 E用武之地,正在成为家庭网络和工业自动化领域的首选技术。
基于ZigBee的无线串口集线器的研究与设计,将ZigBee连
0 b+ e9 }( J% n5 b  u) N& D/ A接在ARM微处理器上,并与远端计算机通过以太网进行连接。
$ g! d: ?5 L" X! ~; D这个集线器可根据远程监控和控制应用的需求进行优化、扩展,
' z+ j( m. j& ^- H/ T具有简单、可靠、低功耗和低成本等优势,实现对各种电器、各种
侦测/监控设备的监督管理、设备操作和远程控制。
2无线串口集线器的总体设计
基于ZigBee的无线串口集线器主要由硬件和软件组成,硬
7 r0 a; f/ b+ H件包括电路板、ARM微处理器、存储器、串行接口、并行接口、
网口和ZigBee无线通信模块等，软件部分包括操作系统软件
9 a7 I+ g5 ~, f$ V# @(OS)和应用程序。硬件部分是整个系统的物理基础，它提供了软
件的运行平台和通信接口,软件部分用于控制系统的运行,并
; B" N% h9 ?9 E+ D8 z( m对各种事件进行响应。完成的功能为该设备中操作系统运行正
常,外接器件运行正常,通过对ZigBee无线通信模块协议的编
8 T1 S- U( [$ M% P2 {; b写,使ARM微处理器通过ZigBee模块实现对各种电器、侦测/
5 r0 V& Z' X/ p/ O% a# l监控设备的无线通信和操作。与远端计算机通过以太网相连,
( [$ o7 @' X! ]# ^  n7 l
组成-一个无线网络,如图1所示。该设备在网络中发挥集线器
的功能,具有串行通信接口,并有通讯距离远、抗干扰能力强、
组网灵活等优点和特性。采用点对点型或星形拓扑结构,可实
/ [8 f9 C( S5 d4 l! v. h现一点对一点及一点对多点之间的串口设备的数据的透明传
输,使远端计算机通过此集线器实现对电器设备的远程操控。


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采用点对点型或星形拓扑结构,可实现一点对一点及一点对多点之间的串口设备的数据的透明传输