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基于ZigBee和以太网的无线网关设计

来源:中国一卡通网  作者:不详  发布时间:2012-10-10 09:56:51  字体:[ ]

关键字:通信模块  ZigBee  无线网关  

摘   要:基于ZigBee 和以太网的无线网关设计,实现了ZigBee 传感器网络和以太网的互联互通,进而将监测、控制设备和互联网有效的连接起来,为ZigBee 传感器网络提供了更广阔的远程网络控制平台,并完成ZigBee 网络与以太网之间数据的透明传输和协议转换。论文给出了结合ZigBee 和以太网的网关硬件设计方案,利用CC2430 和RTL8019 芯片进行无线网关的硬件电路设计,同时提出一种网络协议的转换方法。


  4.3 数据传输

  数据包发送流程如图5 所示:调用初始化函数,初始化CC2430 和RTL8019,设置通讯频率和本地地址,调用radioSend(sendBuffer,sizeof,remoteAddrDO_NOT_ACK)函数,确定要发送的数据的长度,定位要发送数据的目的地址,判断是是否超出最大有效载荷允许的长度,否则数据被分成几个包发送;然后调用sppSend(&txData)函数,该程序用来发送数据指针指向的数据包。首先设置DMA 方式,禁止RF中断添要发送的数据包的格式(SPP_RX_STRUCT),加载的包长,目的地址,源地址、标志位以及有效载荷,打开接受确认链路,然后发送数据。如果设置要求确认,则会自动切换到接受状态;如果设定的确认帧的最大接收时间还没有接受的则会设定重发标志;如果重发还没有接受则回报告发送失败。 



  图 5 数据包发送流程图。

  5 硬件电路

  硬件电路主要包括CC2430 和RTL8019 两部分。

  5.1 CC2430 硬件电路 



  图 6 CC2430 硬件电路图。

  CC2430 部分是ZigBee 网络无线收发部分,采用32MHZ 晶振为系统提供时序。电路使用一个非平衡天线,连接非平衡变压器可使天性接收性能更好。

  非平衡变压器由电容C12 和电感L2 组成,满足RF输入输出匹配电阻50 欧姆的要求。

  CC2430 提供的I/O 口分别作8 位数据总线,地址总线和控制总线,具体分配如下:P0 口作8 位数据口;P1 口的低5 位作地址口;P2.0,P2.3 分别作读写的选通信号;P2.4 口作中断申请信号线。 

  5.2 RTL8019 硬件电路

  RTL8019 负责将ZigBee 数据包转换为TCP/IP数据包。电路中采用20M 晶振提供工作时序。本地DMA 接口把网卡芯片与网线的连接通道,完成控制器与网线的数据交换。

  工作模式:RTL8019 的第65 脚JP 决定网卡芯片的工作方式,接高电平为跳线工作方式。

  I/O 口:RTL8019 的81、82、84、85 引脚决定I/O 口地址,设计中全部悬空,选择的地址为0300H. 



  图 7 RTL8019 硬件电路图。

  网络接口:由RTL8019 的74、77 引脚决定,使用自动检测,64 引脚为低电平,使用BNC 接口。

  中断:RTL8019 的78、79、80 引脚决定芯片的中断方式,设计中全部悬空,选择的中断是INT0.

  6 结语

  该网关功耗低、体积小、设计简单,可满足小数据量的要求。在ZigBee 近距离无线通信和以太网远程数据传送之间搭建一座桥梁,为ZigBee 传感器网络提供了以太网网络平台,使ZigBee 在无线传感器网络的应用更广泛。

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