AAC ZigBeePRO开发系统设计与实现

论文摘要

ZigBee无线传感网是构建物联网的主要支撑技术之一,ZigBee芯片或模块是构建ZigBee WSN的主要器件。在ZigBee WSN工程应用中,为了能够尽快掌握ZigBee芯片或模块的原理、特征以及工程应用开发方法,加快产品开发进程,ZigBee开发套件(包括硬件平台,协议栈、函数库、应用例程等软件以及相关文档)是必不可少的设备。与TI、Jennic、Freescale等公司的产品相比,由瑞声声学科技控股有限公司生产的AAC ZigBee模块在数据传输速率、接收灵敏度等方面具有一定的优势,在性价比和模块体积等方面具有很大的优势。虽然AAC ZigBee模块在韩国和日本占有较大的市场份额,但是,在国内因为缺乏相应的开发工具和应用例程,致使性能优良的产品没能推向市场。在这种状况下,本文以推动AAC ZigBee模块的产业化应用和产品销售为目的,提出了针对AAC ZigBee模块的工程应用开发方案,研制了《AAC ZigBeePRO开发套件》。开发套件充分考虑了设备的先进性、可靠性以及工程开发应用的便捷性,提供了低功耗低成本的节点设计方案、丰富的应用例程及详尽的文档。硬件包括ZigBeePRO主开发板(中文液晶、带温度、湿度、光照度传感器)、ZigBeePRO精简板、ZigBeePROUSB模块、ZigBeePRO网络分析仪等设备。软件包括协议仿真、包分析、编程下载、ZigBeePRO_V21样例和模版、AAC ZigBeePRO开发系统使用手册、其它驱动程序等工程设计开发软件。本文详细叙述了开发套件的设计思想和具体实施方案,为ZigBee WSN工程师和相关人员提供了丰富的参考资料。研制的《AAC ZigBeePRO开发套件》已经开始投放市场,经AAC公司测试和AAC新加坡公司、西安虹飞公司等单位的实际应用,证实了产品的新颖性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 AAC ZigBeePRO开发系统设计的内容和意义
• 1.2.1 系统设计的内容
• 1.2.2 系统设计的意义
• 1.3 基于MG2455/MG2450芯片的开发套件的现状
• 1.4 论文内容和结构
• 2 IEEE 802.15.4标准和ZigBee规范
• 2.1 ZigBee网络概述
• 2.1.1 ZigBee网络体系结构
• 2.1.2 ZigBee设备类型
• 2.1.3 ZigBee网络拓扑结构
• 2.1.4 ZigBee网络的主要特点
• 2.1.5 服务原语
• 2.2 物理层
• 2.3 MAC层
• 2.4 ZigBee网络层
• 2.4.1 PAN ID
• 2.4.2 网络层地址
• 2.4.3 节点入网
• 2.4.4 ZigBee采用的路由算法
• 2.4.5 广播
• 2.4.6 网络层帧结构
• 2.5 ZigBee应用支持子层
• 2.5.1 Profile和End point
• 2.5.2 ACK与重发
• 2.5.3 APS层帧结构
• 2.6 ZigBee应用层
• 2.6.1 AF帧结构
• 2.6.2 MSG帧格式
• 2.6.3 ZigBee帧结构汇总
• 2.6.4 ZigBee描述符
• 2.6.5 ZigBee设备对象
• 2.7 本章小结
• 3 开发系统硬件设计
• 3.1 MG2450
• 3.1.1 MG245X芯片概述
• 3.1.2 MG2450特点
• 3.1.3 MG2450引脚描述
• 3.1.4 MG2450功能方框图
• 3.2 AT-MR500模块
• 3.3 硬件总体设计要求
• 3.3.1 设计原则
• 3.3.2 设计目标
• 3.4 AAC ZigBeePRO Module电路设计
• 3.5 AAC ZigBeePRO主开发板电路设计
• MCU接口电路'>3.5. RF_MCU接口电路
• 3.5.2 LED驱动电路
• 3.5.3 复位及按键电路
• 3.5.4 LCD电路
• 3.5.5 ISP控制电路
• UART串行通信接口'>3.5.6 USB_UART串行通信接口
• 3.5.7 传感器及存储器电路
• 3.5.8 电源电路
• 3.5.9 其它外围电路
• 3.5.10 主开发板外部功能特性
• 3.6 精简板设计
• 3.7 ZigBee USB Module设计
• 3.8 ZigBeePRO WNA设计
• 3.9 本章小结
• 4 软件设计
• 4.1 软件开发模板设计
• 4.1.1 源程序文件
• 4.1.2 模板任务
• 4.1.3 模板设计
• 4.2 本章小结
• 5 开发平台的构建与系统测试
• 5.1 硬件设置
• 5.2 软件安装
• 5.3 编程下载
• 5.4 Profile仿真
• 5.5 无线网络分析仪安装
• 5.6 系统测试
• 5.6.1 单元测试
• 5.6.2 系统集成测试
• 5.7 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录