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协调器模块的设想 - 最新ZigBee短信寻车系统设想

2014-08-29 17:00
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摘要:基于ZigBee泊车场短信寻车系统完成将车辆在泊车场的位置经由短信发送给车主,便当车主分开泊车场后快速找到本人的车辆。该泊车场短信寻车系统次要由终端节点模块、路由器模块和协调器模块构成。终端节点模块由CC2530、矩阵键盘和显示电路等构成,用于输入并发送手机号码和模块地址的地址消息给距离该节点比来的路由器或协调器;路由器模块由CC2530和CC2591构成,用于将终端节点发送的消息转发给协调器;协调器模块由CC2530、C8051F040和GSM模块等构成,作为协调器的CC2530当领遭到路由器或终端节点发送来消息时,会将消息发送给C8051F040的串口0.C8051F040领遭到消息后进行地址婚配,然后将婚配消息和手机号码经由串口1发送给GSM模块,由GSM将车辆所停位相消息发送给对应的手机号码。

  跟着经济的成长以及技术的前进,当代泊车场逐步向多空间、多功能、智能化标的目的成长,响应的泊车场办理系统也使用而生,例如区域车位指导系统、刷卡系统和主动车型区分收费系统等。当泊车场空间较大,泊车车位较多时,车主会很容易健忘车辆所停位置,从而华侈一些时间在根究车辆上。泊车场短信寻车系统能够大概将车辆所停位相消息经由短信编制发送给车主,从而便当车主寻车。考虑到当代泊车场空间大、车位多,用保守的485或CAN编制将华侈大量的时间在布485总线或CAN总线上,且一旦总线出现问题整个系统将瘫痪,所以该泊车场短信寻车系统采用ZigBee无线传输编制。

    ZigBee定义了3种收集节点形式,别离是收集协调器‘节点(Coordinator)、路由器节点(Router)和终端节点(End Device)。收集终端节点用于发送手机号码和其对应的地址消息;路由器节点用于将终端节点模块发送的消息转发给协调器;协调器节点担任收集的建立、收集地址的分派以及领受路由器模块和终端节点模块发送来的消息。由于采用无线形式,终端节点模块能够很便本地安装在泊车场的各个角落,且ZigBee采用自机关收集通信,当一个终端节点模块出现问题时,不会影响整个系统的运转,同时该泊车场短信寻车系统具有功耗低,操作简单和便于维护的特点。
  

    1 泊车场短信寻车系统的工作道理

  泊车场短信寻车系统的总体布局图如图1所示。当车主在泊车场停好位置后,经由终端节点的键盘输入本人的手机号码,按发送键后终端节点会将手机号码和终端节点的地址消息无线发送给距离比来的路由器或协调器,路由器领遭到消息后会转发给协调器,当协调器领遭到路由器或终端节点发送的消息时会进行地址婚配,然后发送一条包含车位地址的区域和若何从入口达到该位置的短信到车主的手机号码上,从而完成短信寻车。
  


图1 泊车场短信寻车布局图
 
2 终端节点模块的设想

  终端节点模块由CC2530、按键电路、显示电路和时钟电路等构成。CC2530是TI公司以C51为内核的ZigBee芯片,它支撑国际802.15.4尺度以及ZigBee、ZigBee PRO和ZigBeeRF4CE尺度,供给101 dB的链路质量,具有优良的领受器活络度和强大的抗干扰性,同时具有低功耗、低成本、低速度、时延短、高容量、高平安等特点,其传输距离在10~100 m,在添加RF发射功率后,传输距离可达1~3 km。

  按键电路采用3x4的矩阵键盘,用于输入0到9、删除和发送;时钟电路采用DS1302.DS1302接口简单、使用便当、功耗低,只需添加少许法式就能够在显示电路上显示时间;显示电路采用串口通信12864,12864能显示4行,每行显示16个字符,完全满足显示11位手机号码、时间和日期等。终端节点模块的CC2530连接电路图如图2所示。

  

图2 终端节点模块总体电路图

  CC2530所用的和谈栈为ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0,编程软件版本为IAR Embedded Workbench for MCS-51 7.51A,这里需要把CC2530的设备类型设置成收集终端节点,并在和谈栈中添加LCD显示子法式、矩阵键盘子法式、1302读写子法式和时间校准子法式,并更改和谈栈中的子法式SampleApp_SendFlashMessage()的发送内容。当车主在终端节点模块上输入手机号码,按发送键后法式会调用Sample App_Se nd FLASH Message(),把手机号码和地址消息发送给距离比来的协调器或路由器。

  3 路由器模块的设想
  考虑到路由器模块距终端节点模块较近,离协调器模块较远,零丁使用CC2530作为路由器模块可能会出现数据的丢失,由于CC2591的传输距离可达1~3 km,所以这里采用CC2530+CC2591构成。当路由器模块领遭到终端节点发送的消息时,会把消息转发给协调器;当领遭到协调器发送来的反馈消息时,会转发给对应的终端节点,所以路由器次要起到中继路由的传染感动。路由器模块的CC2591连接电路图如图3所示。

  

图3 路由器模块总体电路图

  这里需要把CC2530的设备类型设置成收集路由器节点,则在ZigBee和谈栈中只需要更改使用层事务处置函数SampleApp_ProcessMSGCmd(aflncomingMSGPacket_t*pkt),使其在领遭到消息后调用SampleApp_SendFlashMessage(),把领遭到的消息发送出去即可。

4 协调器模块的设想

  协调器由CC2530、C8051F040、NANDFLASH、DS12887、1602和GSM模块构成。由于通俗的51单片机只需1个串口,无法满足设想的要求,所以这里采用C8051F040,C8051F040有1个12位多通道ADC,2个12位DAC,2个电压比力器,1个电压基准,1个32KB的FLASH存储器,2个UART口,与MCS-51指令集完全兼容的高速CIP-51内核。C8051F040的串口0与CC2530相连,用于领受CC2530发送的手机号码和地址消息;串口1与GSM模块,用于发送地址消息到对应的手机号码上。NANDFLASH用于保留泊车场各个区域的地址和若何从入口达到该地址的申明。DS12887高精度时钟芯片用于显示时间和日期,同时对各个终端节点的时间进行校准,当时间为00时00分00秒时,C8051F040会发送校准号令给CC2530,由CC2530经由ZigBee发送给各个终端节点,从而完成校准各个终端节点的时间为00时00分00秒。C8051F040采用Keil C51编程,包含单片机初始化法式、1602显示子法式、NANDFLASH读写子法式、串口0领受子法式、时钟法式、时间校准子法式和串口1领受子法式。协调器模块的显示电路和存储电路如图4所示。

  

图4 显示和存储电路图
 
  协调器模块的CC2530的设备类型为收集协调器节点,在ZigBee和谈栈中需要添加串口发送子法式和串口领受子法式,同时需要在ZigBee和谈栈中更改和谈栈中的使用层事务处置函数SampleApp_ProcessMSGCmd(afIncomingMSGPacket_t*pkt),使其在领遭到消息后调用串口发送子法式把消息发送给C8051F040.当串口领遭到C8051F040发送的时间校准号令时,调用串口领受子法式,使CC2530以广播的形式把校准号令发送给各个终端节点模块。

  协调器模块是整个泊车场短信寻车系统的核心部门,起到领受终端节点发来的地址消息和手机号码,并对领受的地址消息进行比对,比对后把对应的地址消息的短信经由GSM模块发送给车主。例如当协调器模块领遭到终端节点为0x01、手机号码为13800000000的消息时,会进行地址比对,比对后将保留在NANDFLASH中所对应的短信“尊崇的客户,您好,您所泊车位为A00-A09,从1号电梯向右50 m可达到该位置”发送到13800000000的手机号码上,从而完成短信寻车。

  5 结束语

  基于ZigBee泊车场短信寻车系统完成了将车辆在泊车场所停的位置经由短信发送给车主,便当车主分开泊车场后快速找到本人的车辆。该系统采用ZigBee设想,功耗低、便于安装和维护。相对于采用485或CAN总线,ZigBee不需要破费大量时间在布各类总线上,且对于曾经使用的泊车场,不需要布线就能够大概快速的安装和使用。