基于IEEE1451标准的无线变送器模块的设计

　　2.4 ZigBee协议的APS层

　　应用层包括应用支持层(APS)、应用框架(AF)和ZigBee设备对象。

　　支持层(APS)：主要包括APS层协议数据单元APDU的处理、APS数据传输机制和节点间的应用对象绑定。

　　应用框架(AF)：为各个用户自定义的应用对象提供了模板式的活动空间，为每个应用对象提供了键值对服务和报文服务供数据传输使用。

　　ZigBee设备对象：主要包括设备服务发现。

　　3 系统设计

　　本文设计了WTIM模块。该模块用于采集和处理数据，并通过SPZB260模块将数据发送给NCAP，同时实现了TEDS（Transducer Electronic Data Sheet）、IEEE1451.5标准。SPZB260是专门用于嵌入式开发的低功耗ZigBee模块。

　　3.1 WTIM模块

　　WTIM模块主要包括STM32F103C微控制器、SPZB260模块、信号调理器和传感器。其架构图如图3所示。其中，SPZB260模块是与NCAP通信的模块。

图3 WTIM模块架构图

　　ADC在数据采样中，使用了一阶滤波算法：Y(n)=αX(n) (1-α)+Y(n-1)。式中：α为滤波系数；X(n)为本次采样值；Y(n-1)为上次滤波输出值；Y(n)为本次滤波输出值。

　　3.2 TEDS

　　IEEE1451每一层中都有与之对应的TEDS。本文实现了PHYTEDS、MetaTEDS和TransducerChannel TEDS。其通用格式为：

　　structXXX_TEDS {

　　UInt32 TEDSlength;

　　TLV;

　　……

　　TLV;

　　UInt16 Checksum;

　　}

　　TEDSlength：XXX_TEDS结构体中除了TEDSlength之外所有字段的长度和。

　　TLV：一种包含类型(Type)、长度(Length)、值(Value)三个字段的结构体。

　　Type：XXX_TEDS各个TLV的ID。对于不同的TEDS，即使TLV的ID相同，代表的实际意义也不同。

　　Length：表示TLV结构体中Value字段的长度。

　　Value：该字段填充的是具体的TEDS信息。

　　Checkum：提供了对XXX_TEDS中之前字段（包括TEDSlength和所有TLV字段）的校验和。

　　校验和计算公式如下：Checksum=0xFFFF-∑TEDSlength+2i=1TEDSOctet(i)