圖3 網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計架構(gòu)

　　軟件執(zhí)行流程圖如圖4 所示，底層的硬件初始化包括時鐘的設(shè)置、GPIO 的管理、串口的配置、以太網(wǎng)接口MII 的配置以及PHY 芯片的設(shè)置等，然后CC2520 的初始化配置無線通信模塊符合ZigBee 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，CC2520 初始化設(shè)置后，模塊即可以實現(xiàn)透明串口傳輸，與ARM 處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。為適應(yīng)短幀實時和確定性通信發(fā)展趨勢，以太網(wǎng)通信采用UDP/IP 協(xié)議啟動linux 內(nèi)核多任務(wù)調(diào)度管理，進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的收發(fā)、UDP 的接收與發(fā)送以及嵌入式WebServer 等任務(wù)。

　　圖4 軟件執(zhí)行流程

　　3 ZigBee與以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計

　　TCP/IP 協(xié)議使用MAC 地址進(jìn)行硬件地址的識別并使用ARP 協(xié)議進(jìn)行硬件地址到IP 地址的解析因此必須完成ZigBee 到ARP 地址的轉(zhuǎn)換，才能保證正常通訊ZigBee 中每個節(jié)點都有自己的MAC 地址，格式由64 位長地址和16 位短地址組成文章設(shè)計實現(xiàn)了ZigBee協(xié)議中適配層和ARP，完成ZigBee 中MAC 地址到以太網(wǎng)IP 地址的映射工作流程圖如圖5 所示當(dāng)網(wǎng)關(guān)接收到一個正常發(fā)往本地IP 的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包后，經(jīng)過協(xié)議判斷送往上層UDP(TCP)處理，最后到網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用程序處理網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序經(jīng)過分析判斷，確定需要轉(zhuǎn)發(fā)給ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的哪個節(jié)點，經(jīng)過ZigBee 端的ARP 地址解析出對應(yīng)的ZigBee 中的節(jié)點MAC地址，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)包送至該節(jié)點，完成一次數(shù)據(jù)通訊。

　　同理，當(dāng)ZigBee 端收到數(shù)據(jù)包后，通過同樣的解析將數(shù)據(jù)包送至對應(yīng)節(jié)點或設(shè)備通過內(nèi)嵌的WebServer 用戶可實現(xiàn)ZigBee 節(jié)點的實時訪問、修改、組態(tài)等。

　　圖5 網(wǎng)關(guān)協(xié)議工作框圖

　　4 結(jié)束語

　　在網(wǎng)關(guān)中內(nèi)嵌WebServer，可通過以太網(wǎng)隨時訪問或修改現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程診斷等該產(chǎn)品有效的解決了工業(yè)現(xiàn)場短距離ZigBee 無線通訊連接以太網(wǎng)的問題，以全新的方式向物聯(lián)網(wǎng)靠攏.