基于Contiki的智能家居ZigBee协调器的研究与应用

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随着IPV6的启用、云计算的发展、智慧城市的试点,物联网的应用正被推到发展的巅峰,所谓的物联网就是物物相连的互联网。而在这个物物相连到因特网的互联,ZigBee协调器作为每一个WPAN(无线个域网)的核心主控设备必不可少,同时也是在基于树型和星型WPAN中通往因特网的唯一出口。但是在目前的市场中,往往一个协调器只能适配其自己生产的设备终端,导致物联网的成本急剧上升,从而极大的阻碍了物联网在智能家居系统中的应用。其原因主要来源于两个方面,一是因目前ZigBee协议栈不开源导致增大了开发的难度,导致很多厂家根本不是基于ZigBee协议栈设计的,而是简单的自定义的组网协议,二是因目前的ZigBee协议栈并在应用层并没有详细具体的规范ZigBee标准编码,导致了当前各家厂商的协议栈不兼容。本文正是基于这方面的考虑,开发一种基于标准的开源的ZigBee接口的协议栈。同时在遥控终端不方便的基础上,提出改用Web网页的控制终端,大大方便使用。在开源的协议栈中可以更好的让不同的终端设备生产企业遵循统一的标准,通过网页终端提高使用的便携性,从而为目前这一局势提供了较好的解决方案基础。本文的主要工作如下:1、深入研究Linux下GCC编译器和XP下IAR编译器的差异,把contiki开源实时操作系统从GCC移植到IAR。并根据实际需求,对contiki操作系统功能模块实行了一定的裁剪,同时增加协议实现中帧缓冲机制和特定数据结构内存分配回收功能实现。并添加了对CC2530芯片驱动的支持和系统移植测试。2、设计基于contiki操作系统上ZigBee协议栈分层通用标准化通信接口,完成内存分配内部函数设计,并分层实现了物理层,媒体访问层、网络层、应用层的基本框架,并做了相应的测试。3、针对遥控终端便携性问题,设计实现了基于linux上Web的通信模块,能够通过联网设备实现网页终端控制。4、针对Contiki操作系统下的ZigBee协议栈编写了相应的应用程序,并做了相关的智能家居环境下的测试。
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