基于ZigBee技术的机动车综合检测系统的研究

1、    基于ZigBee技术的机动车综合检测系统的研究        李怀俊1,2, 严朝勇1 时间:2010年06月30日 来源：电子技术应用2010年第5期    字 体: 大 中 小        关键词:        摘  要:CC2430无线通信芯片和LPC

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42、系统、前台控制系统、现场检测系统三部分组成。后台管理系统由服务器、办公系统、收费机等组成；前台控制系统由主控计算机系统、前置板、光电开关、网络系统、录入程序、通信服务程序等组成；现场检测系统由CO/HC分析仪、烟度计、车速检验台、轮重仪、制动检验台、侧滑检验台、前照灯检测仪、声级计及二次仪表等组成。基于ZigBee无线网络的检测系统框图如图1所示。    在检测系统中采用星型拓扑结构，只有一个网络协调器控制整个网络的通信，主要完成网络同步和维护设备之间的链接管理。在网络中，终端设备之间不能直接通信，只能通过网络协调器配合完成设备之间的通信。 现场检测系统中每一个检

43、测工位的检测设备均内置ZigBee模块成为无线终端节点，网络协调器通过UART接口与前台控制系统中的主控机相连。应用时，将终端设备(终端节点)连接于现场检测设备；基站(协调器)连接于前台主控制机。终端设备部分对实时采集的数据进行滤波处理计算，处理后的数据通过芯片CC2430内部集成的ZigBee射频( RF)前端调制成模拟信号发送出去。基站部分的CC2430将收到的远程数据解调后通过UART接口传输给上位机，进一步对数据进行处理、分析、显示、存储和共享。由于设备一次性置于现场数据采集点，无需额外布线，降低了施工难度和成本。同时，即使某一设备出现故障，也不会影响其他设备的正常工作，增强了系统的可

44、靠性和稳定性。由于可以将设备带离现场数据采集点，也使检修工作更加方便快捷。2 终端节点与协调器设计 终端节点由ZigBee芯片CC2430、LPC2292、外存储器Flash、ADC模块、RS232及RS485接口组成，负责现场检测数据的采集、存储与无线发送。终端节点硬件原理图如图2所示。CC2430作状态。CC2430有15个命令寄存器，每个寄存器都有一个固定的地址。发送缓冲与接收缓冲是分开的：TXFIFO、RXFIFO各128 bit。 协调器的硬件结构与终端节点类似，在此不再赘述。数据传输的格式规定如表1,帧数据格式为：检测工位编号（1B）+数据内容（4B）。2.1 硬件数据发送程序发送

45、程序首先通过查询状态字来确保CC2430允许发送，若允许发送，程序先把残留在TXFIFO中的信息清空，然后将待发送的数据包通过SPI写入TXFIFO中。然后通过SPI接口触发发送命令,即STROBE_ STXONCCA。通过状态位来判断是否发送成功，若不成功则调用CSMS/CA的算法多次尝试；若发送成功，则向上层返回发送成功的原语。程序流程如图3所示。2.2 硬件数据接收程序当CC2430接收到一个有效的数据包后，会通过拉高FIFOP引脚电平指示数据包的到来。主控制器检测到FIFOP的高电平会触发外部中断，利用中断函数来接收数据，此中断优先级设为最高。程序流程如图4所示。3 网络建立与通信本文设计的网络系统未使用ZigBee联盟定义的标准配置文件，而在应用程序中对网络进行配置。设置节点的最大子节点数为5，网络深度为3，子节点中最大路由器个数为3，由此可计算出网络最大节点数为66。在ZigBee技术定义的LR-WPAN中，网络建立的起点是PAN网络协调器(