基于ZigBee的无线外设控制器设计与实现

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要计算机外设控制器是用户和计算机之间进行信息交互的窗口。传统有线外设不仅电缆连接繁杂，而且限制了用户的活动范围。无线外设能够扩展用户活动范围，让用户在移动中也能操作计算机。本文提出了一种基于ZigBee无线通信技术的无线外设解决方案。Zig,Bee是由ZigBee联盟在IEEE802．15．4标准基础上定义的一种新的低速率无线网络规范。该技术旨在为家庭、工厂和办公环境下提供一种低成本、低功耗无人值守监控系统的解决方案。主要应用于建筑自动化、安全系统、远程控制、远程读取和电脑外设。论文首先介绍了ZigBee技术

2、的发展历史、技术特点和典型应用场景，并对ZigBee协议进行了深入研究和分析。然后以PIC单片机和Chipcon公司CC2420无线收发芯片为基础，通过Microchip开源的Zig,Bee协议栈设计实现了用于微机的多用户无线控制器，包括无线鼠标i无线键盘和无线手写板。该系统采用了星型网络拓扑结构。作者的主要工作包括：组建ZigBee无线网络；实现了数据的无线双向传输；设计了键盘鼠标的接口和设备驱动，设计了手写板输入和液晶显示输出。与一般无线外设控制器不同的是，本文讨论的用ZigBee技术实现的控制器有两大特点：一是有一定组网能力，同时可以有多个

3、控制器控制同一台电脑，而不是一个简单的单点到单点的遥控器；二是数据能够进行双向传输。测试结果表明，该无线控制器系统可以在数十米范围内正常工作，满足家庭和一般办公场景的需要，实现了设计功能。关键词：ZigBee，802．15．4，CC2420，无线外设，PS2西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractPeripheraldevicecontrollersplayanimportantroleincomputersystem，actingasinterfacebetweentheuserandthecomputer．Thetraditio

4、nalcontrollersconnectedtocomputerwithvariouskindsofcable，limitingtheuser'sactiveboundary．Thewirelessperipheralsextendtheuser’ssphereofactivity；makeitpossibletooperatethecomputerinmovement．AnewmethodofapplyingZigBeewirelesscommunicationtechnologytothewirelesscontrolsystemisgiv

5、eninthisthesis．ZigBeeisanewlowratewirelessnetworkstandarddefinedbytheZig,BeeAllianceandbasedontheIEEE802．15．4．Thestandardaimsatalow—cost，low-powersolutionforsystemsconsistingofunsupervisedgroupsofdevicesinhouses，factoriesandoffices．ExpectedapplicationsfortheZig,Beetechnologya

6、rebuildingautomation，securitysystems，remotecontrol，remotemeterreadingandcomputerperipherals．ThedevelopmenthistoryofZigBeeisintroducedfirstly,followedbyZig,Bee’Scharacteristicsandtypicalapplication．ThentheZigBeetechnologyanditsprotocolisanalyzedindetails．BasedonthehardwareofPI

7、CMCUandCC2420wirelesstransceivers，aswelIastheopenZigBeeprotocolstackproposedbyMicrochipTechnologyInc，theauthorintroducesthedesignandimplementationofmultiplewirelesscontrollers，includingwirelesskeyboard，wirelessmouseandwirelesshandwritingboard．Theauthor’Smainworkincludestoconf

8、ormZigBeewirelessnetworkofstartopology,toimplementthebidirectionalda