紅外標準目標源設備Zigbee協調器系統的製作方法
2023-04-22 21:51:46 1
專利名稱：紅外標準目標源設備Zigbee協調器系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及紅外圖像模擬領域，應用於基於Zigbee紅外標準目標源的協調器，主要完成紅外目標源控制信號的編碼與傳輸
背景技術：
由熱源模塊拼接產生大型紅外目標源的控制系統採用無線網絡控制時，能提高系統的模塊化與集成化水平，使熱源模塊具有良好的互換性，有效的降低由於熱源模塊數量增加而引入的系統在架設與維護方面的複雜程度。對於新型的大型紅外室外模擬設備而言，無線控制模式使得遠距離測試時，能夠在紅外監測設備的光學測量設備處對紅外模擬目標直接進行校正，進一步提高紅外設備的使用性能。ZigBee是一種新興的短距離無線技術，它最大的特點就是低功耗、可組網，特別是帶有路由的可組網功能，理論上可以使ZigBee覆蓋的通訊面積無限擴展。ZigBee採用的自組織網通信方式，這一工作方式可實現隨機選擇熱源模塊拼安裝在任一空間位置，這對於由大量熱源模塊拼接而成的大型紅外標準目標源設備的安裝與維護尤為重要。現行的ZigBee模塊包含了所有外圍電路和完整協議棧，能夠立即投入使用，可在硬體上設計出結構緊湊，體積小，貼片式焊盤，可內置Chip或外置SMA天線。通訊距離從100 米到1200米不等，還包含了 ADC，DAC，比較器，多個10，I2C等接口和用戶的產品相對接。軟體上包含了完整的ZigBee協議棧，並有自己的PC上的配置工具，採用串口和用戶產品進行通訊，並可以對模塊進行發射功率，信道等網絡拓撲參數的配置，使用起來簡單快捷。目前ZigBee模塊廣泛應用於工業控制的各種監控器、傳感器的自動化控制。具有廣闊應用前景，這使得採用Zigbee無線技術的大型紅外目標源設備將來在維護與更新方面具有潛力。Zigbee協調器作為Zigbee網絡系統的管理器件，是基於Zigbee無線技術的大型紅外目標源設備不可缺少的組成部分，擔負著Zigbee終端器件與上位機數據交互的中間紐帶作用。考慮到系統紅外數據的特徵與Zigbee數據結構體，應對Zigbee協調器進行獨立的設計。
發明內容
本發明主要為基於Zigbee紅外熱源模塊設計其網絡管理的Zigbee協調器，針對熱源模塊的溫控數據模式，設計了協調器系統的數據傳輸格式，數據緩存機制，與上位主機數據交互的遠距離串口通訊接口。設計內容包括協調器的硬體結構和軟體結構。設計採用Freescale公司的MC13224晶片為協調器的主晶片，硬體上系統主要考慮了協調器與上位遠距離通訊時抗幹擾能力，採用一個中繼的RS422轉RS232的串口轉換器。大型紅外目標源設備網絡通訊結構如圖1，其對應的協調器電路採用如圖2設計，系統採用5V供電電源，用AMSl 117將轉化為晶片工作的3. 3V電壓，MAX3488晶片將晶片通訊TTL 串行數據轉化為RS422數據格式。系統具體實現由協調器軟體來完成。軟體主要包括串口數據格式、Zigbee數據傳輸格式、雙緩存數據機制。
圖1系統通訊控制結構圖
圖2MC13224協調器電路3MC13224模塊引腳定義
具體實施例方式採用如圖2硬體配置，具體實施部分代碼如下DZigbee數據緩衝結構體定義如下 union h{
uint8 RxBuf[29];
struct RFRXBUF {
uint8 HeadCom[3]; //命令頭 uint8 Laddr[8]; //長地址 uint8 Saddr[2]; //短地址 uint8 DataBuf[16]; //數據緩衝區，
//依次分為第四個熱源模塊數，每個熱源模塊佔四字節，前兩字節表達一個16數， //代表上位機溫控數據，後兩字節表達的16位數代表熱源模塊在終端中測得的溫度值。 }RXDATA;
}RfRx;//無線接收緩衝區 union j{
uint8 TxBuf[29];
struct RFTXBUF {//依次分為第四個熱源模塊數，每個熱源模塊佔四字節，前兩字節表達一個16數， //代表上位機溫控數據，後兩字節表達的16位數代表熱源模塊在終端中測得的溫度值。
}TXDATA;
}RfTx;//無線發送緩衝區2)串行數據緩衝結構體定義如下}UartRx;//串口接收緩衝區
union 1{ uint8 UartTxBufI33]; struct UARTTXBUF { uint8 HeadID[2] ； //開始 uint8 HeadCom[3]; //命令頭 uint8 Laddr[8];//長地址 uint8 Saddr[2];//短地址 uint8 DataBuf[16]; //數據緩衝區 uint8 EndID[2] ； //結束 }TXDATA;
}UartTx;//串口發送緩衝區
//EndID[2]結束標誌兩字節分別為241與251，為串口數據校正使用，防止誤碼與丟碼；
//溫控數據與熱源模塊的溫度檢測數據為12位數，採用241與251，可以將最後的紅外溫
//度數據串行數分隔開來； 3)串口數據緩存機制實現如下struct pUartBuffer
{
uint8 buffer[UartBufferMaxSize]； int front; int rear; int length; };//串口數據緩存隊列。
struct pUartBuffer pUartRxBuffer; //接收緩存區 struct pUartBuffer pUartTxBuffer; //發送緩存區 void RxBufferProcessFun ； //發送函數 int FindTail(int front,int rear); //隊列頭查找 void ClearRxBuffer(int front,int tail); //清空已處理數據 void WriteTffluffer(int head, int tail);//壓入隊列數據
權利要求
1.一種紅外標準目標源設備Zigbee協調器系統設計，其特徵在於大型紅外目標源 Zigbee協調器。
2.根據權利要求1所述的紅外標準目標源設備Zigbee協調器系統設計，其特徵在於 Zigbee紅外數據雙緩存數據機制與Zigbee紅外數據結構。
全文摘要
本發明主要為基於Zigbee紅外熱源模設計其網絡管理的Zigbee協調器，針對熱源模塊的溫控數模式，設計了協調器系統的數據傳輸格式，數據緩存機制，與上位主機數據交互的遠距離串口通訊接口。設計採用Freescale公司的MC13224晶片為協調器的主晶片，硬體上系統主要考慮了協調器與主機遠距離通訊時抗幹擾能力，採用一個中繼的RS422轉RS232的串口轉換器。硬體系統採用5V供電電源，用AMS1117將轉化為晶片工作的3.3V電壓，MAX3488晶片將晶片通訊TTL串行數據轉化為RS422數據格式。系統具體實現由協調器軟體來完成。軟體主要包括串口數據格式、Zigbee數據傳輸格式、雙緩存數據機制。該設備能實現良好的上位機至終端的遠距離Zibgee紅外溫控數據傳送。
文檔編號H04W84/18GK102387610SQ20111032438
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者付躍剛, 劉智穎, 孫小偉, 張磊, 朱瑞晗, 梅志宇, 歐陽名釗 申請人:長春理工大學