基于Zigbee 技术无线投票基站设计

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1、基于Zigbee技术无线投票基站设计[导读]本文主要介绍了一款以ARM7芯片AT91SAM7X256为核心，μC/OS-II为操作系统的基于Zigbee技术无线投票基站的设计。该基站用于连接Zigbee网络和以太网。实现了无线投票表决器远程监控和多会议室同时投票 本文主要介绍了一款以ARM7芯片AT91SAM7X256为核心，μC/OS-II为操作系统的基于Zigbee 技术无线投票基站的设计。该基站用于连接Zigbee网络和以太网。实现了无线投票表决器远程监控和多会议室同时投票功能。主要分析了该基站的软件设计，

2、介绍了基站如何建立无线投票表决器网络，收集表决器的投票情况，接受远程监控访问的过程。并且对其硬件平台的结构做了相应描述。 1引言 投票表决器在选举，会议，教学，娱乐节目中得到大量的使用。现行的无线表决系统采用单一的无线网络，使无线终端设备与上位机进行通信。由于无线网络存在传输距离有限，对障碍物穿透性较差等问题，无法实现远程监控和多会议室同时投票等问题。本文利用Zigbee技术具有低功耗，使用频段免费和以太网具有传输远，传输速率快等特点，将二者相结合，设计了一款无线投票表决器基站。实现了无线投票表决器远程监控和多会

3、议室同时投票功能。 2系统概述 整个无线投票表决器系统，由监控中心，基站，表决器组成，如图1所示。基站既作为远程监控中心与无线投票表决器设备通信的枢纽，并且还作为无线投票表决器网络中的协调器，维护和管理整个无线网络。基站收集各投票表决器的投票情况，接受远程监控中心的指令和定时访问。图1无线投票表决器系统整体结构 3硬件设计 基站硬件结构如图2所示，由ARM7处理器AT91SAM7X256、无线模块、以太网模块，存储模块，电源模块，和显示模块组成。图2硬件整体结构其中AT91SAM7X256作为整个基站的主控芯片，

4、由Atmel公司出品，它集成了ARM7TDMI处理器，片内256KBFlash和64KBSRAM,还包括了USART、SPI、CAN控制器、Ethernet网口等外围设备。无线模块采用CC2520芯片。CC2520是由TI公司推出的第二代基于Zigbee/IEEE802.15.4协议的收发芯片。丰富的硬件支持帧处理，数据缓存，数据加密，CCA等操作。CC2520通过SPI接口与AT91SAM7X256实现通信。AT91SAM7X256分别通过/CSN引脚和VREG_EN引脚对CC2520进行片选和使能，GPIO4

5、引脚为AT91SAM7X256提供接收数据帧起始信号和发送数据帧结束信号。以太网模块采用DM9161芯片，DM9161是DavICom公司推出的能实现全部10M/100M以太网物理功能的低功耗高性能物理层收发器。4软件设计图3软件整体结构。软件整体结构框图如图3所示。本基站采用μC/OS-II操作系统，并在此操作系统上完成基于TCP/IP协议的LwIP协议栈和基于Zigbee协议的msstatePAN协议栈的移植，以及以太网网卡驱动程序，无线收发芯片驱动程序，应用程序的编写工作[3,4].下面将详细对驱动程序和应

6、用程序进行详细的说明。4.1以太网网卡驱动由EMAC_INIT（）函数完成对EMAC的初始化设置，其中包括对EMAC操作模式、MII接口和PHY进行配置，设置发送和接收缓冲区描述符[5].MII接口是IEEE-802.3定义的以太网行业标准，用于FastEthernetMAC-bLOCk与各种类型的PHY连接[6].它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口。在PHY上电后，先对DM9161进行一次软件复位操作，待软件复位结束后使EMAC和PHY各自进行初始化设置，并使能EMAC和PHY接口，然后实

7、现自动协商过程，在自动协商过程中，依靠MDIO接口是EMAC和PHY进行通讯，使二者配置成相同的速度和双工模式。最后设置EMAC地址并完成接收和发送缓冲区标识符的初始化工作，使得每个描述符指向正确的缓冲地址并将描述符首地址写入队列指针寄存器。EMAC的数据包读取和数据包传送分别由EMACReadPACke（）和EMACSendPacket（）函数来完成，其中为了保证获得正确的数据包读取位置在读取数据包之前必需先调用GetInputPacketLen（）函数获得数据包的长度。4.2Zigbee收发芯片CC2520驱

8、动由初始化模块，数据发送模块和数据接收模块组成。通过初始化模块对CC2520进行初始化配置。其中包括对CC2520进行启动，设置网络频道号，发射功率，自动CRC校验，将GPIO4管脚配置成用来接收SFD帧起始信号。发射模块完成数据的发送任务。下面程序为数据发送过程。先清除发送缓冲区，再将待发数据包写入发送缓冲区内并进入待发状态，然后根据GPIO4管脚信号判断数据是否发送完