基于ZigBee 的配置軟件開發(fā)

謝永紅 鄔惠明

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院

本文設(shè)計(jì)了一款ZigBee 配置軟件，通過廣播搜索和指定ID 搜索，實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程無線ZigBee 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搜索、信息讀取、參數(shù)配置等功能，該軟件能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)ZigBee 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使設(shè)備維護(hù)變得容易，提高了工作效率，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

ZigBee 是一種全新的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，這種無線技術(shù)是一種主要用于低速短距離的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由于可以便捷的為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸、集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能而被廣泛的應(yīng)用。但是由于ZigBee 各功能模塊錯(cuò)綜復(fù)雜、參數(shù)繁多，使得對(duì)ZigBee的開發(fā)、測(cè)試、維護(hù)以及參數(shù)配置等變得復(fù)雜而繁瑣，工作量大。當(dāng)某個(gè)設(shè)備通信出現(xiàn)問題時(shí)，開發(fā)人員需要檢測(cè)每一個(gè)設(shè)備中的每一個(gè)功能模塊的參數(shù)，以確定出現(xiàn)問題原因和位置，傳統(tǒng)的對(duì)設(shè)備硬件維護(hù)、檢測(cè)以及調(diào)試只能使用物理的方法去配置，大大地增加了開發(fā)人員的工作量、降低了工作效率。

為了克服上述傳統(tǒng)的檢測(cè)方式對(duì)ZigBee 設(shè)備參數(shù)檢測(cè)的繁瑣、工作量大、效率低等缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一款基于ZigBee 的配置軟件，該軟件通過無線搜索功能，能夠檢測(cè)ZigBee 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的ID、本地地址、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址、通道速率等基本參數(shù)，從而使得ZigBee 的設(shè)備易于維護(hù)，免去了繁雜的檢測(cè)流程，簡(jiǎn)化了ZigBee 設(shè)備維護(hù)人員的工作內(nèi)容，從而提高了ZigBee 設(shè)備維護(hù)人員的工作效率。

ZigBee 配置軟件設(shè)計(jì)方案

ZigBee 配置軟件通過.Net 平臺(tái)，使用C#語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)的一款C/S 架構(gòu)的檢測(cè)軟件。使用.Net 平臺(tái)可以方便快速的進(jìn)行程序開發(fā)，并且.Net 平臺(tái)支持多種開發(fā)語(yǔ)言。另外配置軟件還使用了GDI+進(jìn)行了優(yōu)化，可以給用戶一個(gè)更好的視覺體驗(yàn)。

ZigBee 配置軟件是根據(jù)ZigBee 轉(zhuǎn)RS485 網(wǎng)關(guān)開發(fā)板協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)的一款針對(duì)ZigBee 設(shè)備的檢測(cè)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)讀取、搜索和配置整個(gè)ZigBee 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備各中繼器信息的功能。打開電腦串口，在進(jìn)行廣播搜索或者指定ID 搜索時(shí)，程序會(huì)向電腦串口發(fā)送相應(yīng)的搜索命令，然后ZigBee 中繼器將會(huì)通過電腦串口獲取搜索命令，再通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的ZigBee 開發(fā)板，開發(fā)板接收到搜索指令后會(huì)將通道號(hào)、設(shè)備ID、設(shè)備類型、運(yùn)行狀態(tài)以及通道速率這些基本信息返回給ZigBee 中繼器，程序再通過串口獲取這些基本設(shè)備信息然后將這些信息顯示在程序的界面上。

軟件設(shè)計(jì)流程圖

程序主流程圖

當(dāng)程序執(zhí)行廣播搜索操作時(shí)，首先會(huì)發(fā)送搜索指令，在無線網(wǎng)絡(luò)中的開發(fā)板收到這條指令后將會(huì)將自身設(shè)備ID和速率等參數(shù)返回給程序，讀取程序獲取到設(shè)備的參數(shù)后將設(shè)備ID、通道號(hào)、設(shè)備類型和狀態(tài)信息等參數(shù)信息顯示在用戶界面上，并將信息存儲(chǔ)在一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組中。同時(shí)將這兩個(gè)參數(shù)跟上一次獲取的設(shè)備ID 進(jìn)行對(duì)比，如果ID 有沖突，則顯示沖突ID 的位置，沒有沖突，將繼續(xù)發(fā)送搜索命令，其程序設(shè)計(jì)流程圖如圖1 所示。指定ID 搜索程序流程跟廣播搜索的流程相似，當(dāng)搜索到的ID 與指定的ID 相同后，直接讀取、顯示設(shè)備信息。

讀取和顯示設(shè)備信息子程序

程序首先根據(jù)用戶在用戶界面上選擇設(shè)備ID 以及設(shè)備的速率參數(shù)執(zhí)行讀取操作，開發(fā)板設(shè)備接收到讀取指令后會(huì)將設(shè)備的信息返回，然后程序?qū)?huì)根據(jù)返回的指令信息長(zhǎng)度、設(shè)備ID以及結(jié)束碼等判斷這條信息是否讀取成功，如果讀取不成功則更改通道速率，重新進(jìn)行讀取，通道速率可以選擇250KB、500KB 和1MB 三種速率，直到成功讀取設(shè)備信息。讀取信息成功后，在界面顯示讀取的信息，同時(shí)還原通道速率。

ZigBee 配置軟件用戶界面

打開ZigBee 的配置軟件，配置串口參數(shù)以后，可以選擇廣播搜索和指定ID 搜索，ZigBee 的配置軟件用戶界面如圖3 所示。

圖1 廣播搜索程序主流程圖

圖2 讀取和顯示設(shè)備信息子程序

當(dāng)進(jìn)行廣播搜索時(shí)，點(diǎn)擊確定后程序?qū)?huì)將網(wǎng)絡(luò)中存在的設(shè)備搜索出來并顯示，效果如圖4 所示。

選擇其中一臺(tái)搜索到的設(shè)備，點(diǎn)擊“讀取”按鈕，程序會(huì)通過串口向ZigBee 中繼器發(fā)送一條指令，ZigBee 中繼器接收到指令信息會(huì)先根據(jù)指令信息判斷設(shè)備ID 是不是這條指令信息是不是發(fā)給自己的，如果是則將自己參數(shù)信息的返回。如果不是，ZigBee 中繼器則會(huì)通過無線網(wǎng)絡(luò)將這條指令發(fā)送到設(shè)備ID 與指令信息中匹配的ZigBee 開發(fā)板中，開發(fā)板接收指令則會(huì)通過ZigBee 中繼器將參數(shù)信息返回，程序收到信息將會(huì)對(duì)信息進(jìn)行分割、轉(zhuǎn)換、格式化等操作。讀取顯示設(shè)備信息的用戶界面如圖5 所示。指定ID 搜索的過程與廣播搜索的一樣，也是先判斷接收的指令是不是屬于自己的，檢測(cè)到相應(yīng)的設(shè)備后，將設(shè)備信息顯示在用戶界面。

圖3 搜索界面

圖4 顯示廣播搜索設(shè)備

圖5 讀取設(shè)備參數(shù)界面

結(jié)語(yǔ)

ZigBee 配置軟件，通過廣播搜索和指定ID 搜索的功能，實(shí)現(xiàn)了ZigBee 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息讀取、配置等功能，實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控ZigBee 設(shè)備的各個(gè)部分目標(biāo)地址、工作類型、波特率等方面的信息，能夠及時(shí)了解各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，為設(shè)備的維護(hù)的提供了方便，大大的提高了工作效率。