ZigBee与μIP的嵌入式网络监控系统设计
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2．2 数据处理与控制部分
该部分是整个监控系统的核心，主要由STM32F103C6芯片与ENC28J60芯片组成。数据处理与控制部分的连接原理如图3所示。STM32F103 C6接收CC2530采集的数据，并在μIP协议栈的基础上把数据封装成符合以太网格式的数据包发送给远程监控主机。同时，控制ZigBee无线传感器网络、接收远程监控主机的命令，对电动机、电灯、风扇、空调、总开关等设备进行控制。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/148052.htm
STM32F103C6采用ARM Cortex-M3(32位RISC)内核，最高运行频率可达72 MHz。具有丰富的片上资源：32 KB的Flash、10 KB的SRAM、2个通用定时器和1个高级定时器、1个SPI接口、1个I2C总线接口、2个USART接口、1个USB接口、1个CAN总线接口、2个12位同步ADC模块。
ENC28J60集成了10BASE-T PHY和MAC，带接收器和冲突抑制电路，是兼容IEEE 802．3的以太网控制器。支持一个带自动极性检测和校正的10BASE—T端口，支持全双工和半双工模式，具有可编程在发生冲突时自动重发、可编程填充和CRC生成、可编程自动拒绝错误数据包的特性，并带一个最高速度可达10 Mbps的SPI接口。具备8 KB发送／接收数据包双端口SRAM，支持单播、组播和广播数据包，可以自动收发、过滤数据包。ENC28J60通过SPI接口与STM32F103C6连接，接收STM32F103C6的数据并把数据转化成符合IEEE 802．3标准的以太网数据包，实现网络通信。
HR911105A是单口RJ45插座，符合IEEE802．3、IEEE802．3ab标准，自适应10／100／1000M以太网，内部集成了网络隔离变压器，具有强大的电磁干扰抑制功能。
2．3 远程监控部分
该部分由PC机组成，PC机数量可以根据用户的数量确定，可以分布于不同的地理位置，通过网线与嵌入式服务器连接，获取嵌入式服务器的数据并发送用户的控制命令给嵌入式服务器。
3 系统软件设计
3．1 嵌入式服务器软件总体设计
嵌入式服务器程序是本系统中最重要的功能实现模块。主要实现3部分功能：接收ZigBee无线网络的数据和传输数据采集控制命令，建立客户机一服务器(C／S)模式的网络通信机制以及控制外围器件。
在本系统中，由STM32F103C6组成的嵌入式服务器即为C／S模式中的服务器，监控PC为客户机。嵌入式服务器软件系统是由μC／OS嵌入式实时操作系统、μIP协议栈、应用程序组成的。嵌入式服务器上电后对系统进行初始化，等待ZigBee网络就绪，接收监控PC发送的命令，根据命令采集数据或控制外围器件。嵌入式服务器软件的流程如图4所示。
3．2 ZigBee无线传感器网络
ZigBee协议是基于国际标准化组织(ISO)的开放系统互连(OSI)基本参考模型，ISO／OSI模型有7层，而ZigBee仅实现了低功耗、低数据传输率的无线网络必需的部分：物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(APL)。最低的两层：物理层和介质访问控制层，由IEEE 802．15．4标准定义。网络层和应用层由ZigBee标准定义。在应用层内提供了应用支持子层和ZigBee设备对象。
ZigBee网络包含3种设备类型：协调器(ZC)、路由器(ZR)、终端设备(ZE)。ZigBee无线传感器网络拓扑结构如图5所示。
协调器负责启动和控制网络，存储关于网络的信息；路由器负责中转数据包，扩展网络覆盖面，提供备份路由以防网络拥挤和设备通信失败，支持子设备。终端设备可以发送或接收信息，但不能执行路由操作，必须被联系到协调器或者一个路由器，并且终端设备不支持子设备。在本系统中终端设备负责采集温度、湿度、烟雾、光照等数据，协调器通过RS-232接口与嵌入式服务器连接，把采集到的数据传送到嵌入式服务器。
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