基于ZigBee技术的物流监控设计
3 关键技术分析
由于CC2530只有两个串口,所以,本设计利用SPI接口主设备可以与多个从设备同步通讯的特性,使用CC2530作为主设备,GPS、RFID和FLASH作为从设备来完成数据的交换。
ZigBee的协议架构是建立在IEEE 802.15.4标准之上的,基于Z-stack协议栈,底层中是各个设备的驱动程序,如GPS、GPRS、RFID、报警电路等模块的驱动程序。应用层用于完成各个模块的应用信息处理,如GPRS、GPS数据的解析等。
3.1 SPI接口
SPI接口由SDI(串行数据输入)、SDO(串行数据输出)、SCK(串行移位时钟)和CS(从使能信号)四种信号构成。CS决定了唯一的与主设备通信的从设备,主设备通过产生移位时钟来发起通讯。通讯时,数据由SDO输出,SDI输入,数据在时钟的上升或下降沿由SDO输出,在紧接着的下降或上升沿,由SDI读入,这样,经过8/16次时钟的改变,就可以完成8/16位数据的传输。
考虑到GPS可以隔一定时间采集一次位置信息,因此,GPS的串口与SPI接口可进行切换,SPI接口用于主控器与FLASH之间的通信,或者与RFID读写器之间通信。当GPS工作时,CPU的UART串口接到GPS的接口上,用于采集位置数据;当CPU需要存储信息时,CPU将该接口切换为SPI,与FLASH进行数据传输;当RFID模块工作时,CPU通过SPI接口采集RFID读取的标签信息。
3.2 Z-Stack协议
Z-Stack采用操作系统的思想来构建,可采用事件轮循机制。当各层初始化之后,系统进入低功耗模式;当事件发生时,唤醒系统,开始进入中断处理事件;结束后,继续进入低功耗模式。如果同时有几个事件发生,则判断优先级,逐次处理事件。这种软件构架可以极大地降级系统的功耗。整个Z-stack的主要工作流程,大致可以分为系统启动、驱动初始化、OSAL初始化和启动、进入任务轮循等几个阶段,图6所示为Z-stack系统流程图。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/153508.htm
系统上电后,首先执行硬件的初始化,初始化完成之后,执行函数开始运行OSAL系统。事先应当安排好GPS、GPRS、RFID、报警事件的优先级。该任务调度函数按照优先级检测各个事件是否就绪。如果存在就绪的任务,则调用相应的任务处理函数去处理该事件,直到执行完所有就绪的任务。而如果任务列表中没有就绪的任务,则可使处理器进入睡眠状态实现低功耗。
4 结语
将ZigBee技术与GPS、GPRS、RFID等通信技术相结合设计的车载终端系统简单可行,体积小、功耗低,运行稳定。结合上位机软件,并根据快递对应的标签号,不仅可以管理快递,而且每个用户都可以登录系统查看快递的具体地理位置,在心中有个大致印象,从而给人们的生活习惯带来便利。
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