基于ZigBee的无线串口集线器的研究与设计

shanyanghuizi

摘要:文章设计了在ARM(Advanced RISC Machines)微处理器上基于ZigBee无线通信协议的无线串口集线器。首先提出基于
ZigBee组成无线网络的总体方案,接着给出无线串口集线器的硬件设计和软件设计实现方法,最后分析了无线串口集线器
的实际应用。
( X  M* y0 D4 p7 f& e9 j# k0 L; ?关键词:ZigBee;ARM;串口集线器
0 O0 n4 g6 c. b7 G. r; Y1引言
' V: y8 Z# v0 C随着21世纪科学技术的不断进步,无线与移动通信相应得
到了迅猛的发展。方便快捷的无线接人和无线互连等新概念和
新产品,已逐渐融入人们的工作领域和日常生活中。由于如今对
无线频率的大量使用,使无线频率资源日渐匮乏，短距离宽带无
4 y2 y# |/ T# q/ w线通信技术受到世界许多国家工业界和研究机构的广泛关注。
伴随着各种便携式终端通信设备的增加，人们对短距离的无线
与移动通信需求也越来越迫切。无处不在的网络世界,使对各种
电器设备实行网络化管理已成为必然趋势。目前小范围内如以
太网中对终端设备的管理,主要使用有线方式。近来,随着与无
  Y* G( s1 O1 l! j线通信相关的新技术如雨后春笋般涌现出来,大量廉价和高度
. c/ F8 S0 |* J( l集成的无线模块的普及,无线联网技术以其安装成本低、使用方
便等特点，在- -些不便于或需要消除有线连接的场合有了它的
用武之地,正在成为家庭网络和工业自动化领域的首选技术。
基于ZigBee的无线串口集线器的研究与设计,将ZigBee连
接在ARM微处理器上,并与远端计算机通过以太网进行连接。
这个集线器可根据远程监控和控制应用的需求进行优化、扩展,
; x9 `$ E9 l1 I+ m2 l  c' G* [具有简单、可靠、低功耗和低成本等优势,实现对各种电器、各种
1 g* M% n& B7 r) E  E, X  O侦测/监控设备的监督管理、设备操作和远程控制。
  |. a* E: s0 Z) E2无线串口集线器的总体设计
基于ZigBee的无线串口集线器主要由硬件和软件组成,硬
7 V* f/ x. ?; D5 P& [件包括电路板、ARM微处理器、存储器、串行接口、并行接口、
网口和ZigBee无线通信模块等，软件部分包括操作系统软件
(OS)和应用程序。硬件部分是整个系统的物理基础，它提供了软
% Y0 |/ X& H: g  [7 Q  ^件的运行平台和通信接口,软件部分用于控制系统的运行,并
8 f# B. O. @" ~2 @- T2 |对各种事件进行响应。完成的功能为该设备中操作系统运行正
常,外接器件运行正常,通过对ZigBee无线通信模块协议的编
写,使ARM微处理器通过ZigBee模块实现对各种电器、侦测/
6 o$ x; j! L, V2 |# k4 p* F监控设备的无线通信和操作。与远端计算机通过以太网相连,

组成-一个无线网络,如图1所示。该设备在网络中发挥集线器
3 }, m8 C3 c" Y的功能,具有串行通信接口,并有通讯距离远、抗干扰能力强、
1 L- ~$ V7 `3 z0 r5 T) B组网灵活等优点和特性。采用点对点型或星形拓扑结构,可实
现一点对一点及一点对多点之间的串口设备的数据的透明传
- l0 G: a, Z9 g输,使远端计算机通过此集线器实现对电器设备的远程操控。
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采用点对点型或星形拓扑结构,可实现一点对一点及一点对多点之间的串口设备的数据的透明传输