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基于ZigBee的城市照明監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2013-01-22 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

圖5 液晶顯示主控界面

方案液晶顯示的主控界面如圖5所示??墒褂蒙舷骆I選擇菜單,使用OK鍵確認(rèn)。

3 網(wǎng)點(diǎn)軟件

3.1 基本任務(wù)實(shí)現(xiàn)

MCF52223主要實(shí)現(xiàn)接收無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)主控節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù),然后通過(guò)GPRS發(fā)送到中心服務(wù)器。同時(shí)對(duì)于中心服務(wù)器發(fā)送的一些控制命令進(jìn)行處理,并通過(guò)串口傳輸?shù)綗o(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)主控節(jié)點(diǎn)中。此外還包括一些LCD顯示、按鍵、I2C總線的操作。MCF52223主控程序流程如圖6所示。

3.2 μC/OSII系統(tǒng)移植

μC/OSII作為一個(gè)源代碼公開的操作系統(tǒng),在具體應(yīng)用中穩(wěn)定可靠,可擴(kuò)展性強(qiáng),功能強(qiáng)大,并且支持uIP、 TCP/IP協(xié)議棧、μC/GUI等。μC/OSII內(nèi)核屬于搶占式,最多可以處理64個(gè)任務(wù),每個(gè)任務(wù)相對(duì)獨(dú)立,都有超時(shí)函數(shù),時(shí)間用完后交出MCU使用權(quán)。μC/OSII系統(tǒng)架構(gòu)如圖7所示。

為了使所程序?qū)崟r(shí)性更強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性更高、擴(kuò)展性更強(qiáng),將μC/OSII操作系統(tǒng)移植到MCF52223上。其移植步驟如下:

① 設(shè)置與處理器及編譯器相關(guān)的代碼(OS_CPU.H)。OS_CPU.H包括了用#define定義的與處理器相關(guān)的常量、宏和類型定義。不同的編譯器會(huì)使用不同的字節(jié)長(zhǎng)度來(lái)表示同一數(shù)據(jù)類型,所以要定義一系列數(shù)據(jù)類型以確保移植的正確性。

② 處理器相關(guān)部分匯編實(shí)現(xiàn)OS_CPU_A.ASM函數(shù)的修改。要求用戶編寫4個(gè)匯編語(yǔ)言函數(shù):OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OSIntCtxSw()、OSTickISR()。

③ 用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)與處理器任務(wù)相關(guān)的函數(shù)OS_CPU_C.C。μC/OS_II的移植要求用戶編寫6個(gè)簡(jiǎn)單的C函數(shù):OSTaskStkInit()、OSTaskCreateHook()、OSTaskDelHook()、OSTaskSwHook()、OSTaskStatHook()、OSTimeTickHook()。

圖6 MCF52223主控程序流程

圖7 μC/OSII系統(tǒng)架構(gòu)

當(dāng)μC/OSII系統(tǒng)移植完成后,添加網(wǎng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的基本任務(wù),包括與GPRS模塊通信任務(wù);模塊通信任務(wù);液晶屏顯示任務(wù);按鍵任務(wù);I2C總線存儲(chǔ)任務(wù)。

結(jié)語(yǔ)

在蘇州科技園的某條道路上對(duì)20個(gè)景觀燈安裝了單燈測(cè)控節(jié)點(diǎn),組成單燈無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),而后在道路電控柜中安裝了所設(shè)計(jì)的網(wǎng)關(guān),最后通過(guò)監(jiān)控中心的上位機(jī)軟件進(jìn)行了測(cè)試。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行,該系統(tǒng)可以很好地達(dá)到預(yù)期的效果,該網(wǎng)關(guān)方案較好地解決了ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。此外,雖然該網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方案是以為依托的,但為類似的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)提供了很好的參考,具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。


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