基于CC2530芯片的无线通信系统的制作方法

本发明涉及无线通信领域。更具体地说，本发明涉及一种基于CC2530芯片的无线通信系统。

背景技术：

zigbee是基于IEEE 802.15.4标准的低速率无线个人局域网(LR-WPAN)。与蓝牙技术相比，zigbee技术用于需要低数据率的应用。zigbee是适合家庭网络的无线通信技术，zigbee是一年使用一个电池的低功率规范并且软件和相关组件被最小化，从而实现成本大约是蓝牙的一半。

当前zigbee无线通信协议有多种绑定方式，自动式绑定、集中式绑定、辅助绑定和应用服务绑定。但其绑定流程极其复杂，不能根据需要实现对特定终端的选定绑定，这些问题严重的限制了多套zigee模块的使用范围，尤其是要能够灵活的绑定和解绑模块时，无法采用此类流程复杂、效率低的绑定方式。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于CC2530芯片的无线通信系统，其能够根据需要对不同的终端进行手动绑定或解绑，实现终端按需绑定，通信接口实现以及通信隔离。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于CC2530芯片的无线通信系统，包括：

上电时zigbee协调器建立具有唯一ID号的网络；

zigbee终端周期性发送加入网络的绑定请求；

收到绑定请求的zigbee协调器将绑定请求发送给上位机；

用户通过上位机选取目标zigbee协调器，上位机将选取信息反馈至目标zigbee协调器；

目标zigbee协调器将zigbee终端加入网络，并将网络ID号发送至zigbee终端；

zigbee终端停止发送绑定请求；

同一网络的zigbee终端与zigbee协调器之间通信连接。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，zigbee协调器上电时设定初始网络ID号并广播，若未收到其它zigbee协调器的响应，则表示不存在与其一致的网络ID号，则建立网络ID号为初始网络ID号的网络，否则，修改初始网络ID号并广播，直至预设期限内不再收到响应，则完成网络建立。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，初始网络ID号为协调器MAC地址的后两个字节，如果收到响应，以拟定的网络ID号加1的方式修改网络ID号，并再次发送请求，直至预设期限内不再收到响应。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，绑定请求包括模块类型、帧头、帧尾，选取信息包括分配给zigbee终端的网络地址，网络地址包括模块类型与序号。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，所述zigbee终端为传感器模块，传感器模块被触发时或周期性的将采集的信息通过zigbee协调器发送至上位机；所述zigbee终端为执行器模块，用户通过上位机发送执行指令，通过zigbee协调器使执行器模块执行动作。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，所述zigbee终端为传感器模块或执行器模块，用户在上位机上建立目标传感器模块与目标执行器模块之间的拓扑关系，当需要使目标执行器模块根据目标传感器模块采集的信息执行动作时，上位机根据拓扑关系发送执行指令，通过zigbee协调器使目标执行器模块执行动作。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，上位机将拓扑关系存储于zigbee协调器，当需要使目标执行器模块根据目标传感器模块采集的信息执行动作时，zigbee协调器根据拓扑关系使目标执行器模块执行动作。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，传感器模块将采集的信息转化为固定格式的数据发送至zigbee协调器，zigbee协调器将执行指令以固定格式的数据发送至执行器模块。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，传感器模块为按键模块、压感模块、声音检测模块、人体红外检测模块、温度检测模块、光强检测模块中的一种，执行器模块为LED灯模块、电机模块、蜂鸣器模块、LCD模块中的一种。

优选的是，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，zigbee协调器设有USB转串口的芯片或蓝牙芯片，实现上位机与zigbee协调器的通信连接。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、用户根据需要通过上位机对不同的zigbee终端进行手动绑定或解绑，zigbee协调器只提供终端绑定的接口，并不主动实现zigbee终端的绑定，当上位机确定要绑定的zigbee终端时，发送绑定指令，此时zigbee协调器才真正实现对zigbee终端的绑定，同一网络的设备可以通信，不同网络的设备通信互不干扰，绑定流程简单高效；

第二、上位机到zigbee终端的通信只需要实现zigbee协调器的通信接口，zigbee协调器与zigbee终端之间根据协议发送固定格式的数据进行通信，适用于多种上位机，zigbee协调器提供绑定终端的接口，上位机只需要实现通信接口就可以实现通信，使用MAC层通信，简单、实时性高；

第三、zigbee终端之间相互通信时，源模块并不需要知道目标模块的地址，甚至是不需要知道目标模块是否存在，而只需要发送数据到zigbee协调器，zigbee协调器会对数据进行处理，在上位机中显示数据，根据存储有拓扑关系的绑定表确定是否发送数据到目标模块。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述网络的示意图；

图2为本发明终端加入网络的流程框架图；

图3为本发明终端加入网络的步骤示意图；

图4为本发明传感器模块、zigbee协调器与上位机的通信流程图；

图5为本发明上位机、zigbee协调器与执行器模块的通信流程图；

图6为本发明传感器模块、zigbee协调器、上位机与与执行器模块的通信流程图；

图7为本发明传感器模块、zigbee协调器与执行器模块的通信流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

一种基于CC2530芯片的无线通信系统，如图2、3所示，包括：

上电时zigbee协调器建立具有唯一ID号的网络；

zigbee终端周期性发送加入网络的绑定请求；

收到绑定请求的zigbee协调器将绑定请求发送给上位机；

用户通过上位机选取目标zigbee协调器，上位机将选取信息反馈至目标zigbee协调器；

目标zigbee协调器将zigbee终端加入网络，并将网络ID号发送至zigbee终端；

zigbee终端停止发送绑定请求；

同一网络的zigbee终端与zigbee协调器之间通信连接。

在上述技术方案中，zigbee协调器为启动和控制网络的zigbee设备，上电时建立以自己为中心的具有唯一ID号的网络，zigbee协调器存储关于网络的信息。zigbee终端为可以发送或接收信息的zigbee设备，与zigbee协调器通信连接。zigbee终端的网络ID号和绑定它的zigbee协调器一致。每个网络都有一个唯一的ID号，不同网络的ID号不一样，网络中的每个设备都有一个唯一的网络地址，协调器的网络地址固定为0x0000，zigbee终端的网络地址为模块类型加上模块序号，例如按键模块的模块类型为0x01，在该网络中共有两个按键，则其网络地址分别为0x0101和0x0102；模块通信时必须指定其网络地址。上位机为可以显示传感信息和发送操控命令的各种平台(windows，andriod，ios，linux等)的软件。如图1所示，一个网络包括一个zigbee协调器与多个zigbee终端，一个zigbee终端只存在于一个网络内，相同网络ID号的zigbee终端与zigbee协调器之间可以通信。

zigbee终端每间隔一段时间，例如20ms，就向所有的zigbee协调器发送一个绑定请求，请求加入zigbee协调器的网络。zigbee终端一旦被绑定，则停止发送绑定请求。zigbee协调器接收到zigbee终端的绑定命令，并将具体请求信息解析发送到上位机；用户通过上位机利用图形界面选择zigbee终端，发送绑定命令到目标zigbee协调器。zigbee协调器将各种绑定信息发送到终端，实现真正的绑定，并存储绑定表。用户根据需要通过上位机对不同的终端进行手动绑定或解绑，zigbee协调器只提供终端绑定的接口，并不主动实现zigbee终端的绑定，当上位机确定要绑定的zigbee终端时，发送绑定指令，此时zigbee协调器才真正实现对zigbee终端的绑定，同一网络的设备可以通信，不同网络的设备通信互不干扰，绑定流程简单高效。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，zigbee协调器上电时设定初始网络ID号并不断向周围的协调器广播网络建立请求，如果周围的协调器接收到其发送请求，如果发现自己的网络ID号和该请求的网络ID号一致，则发送一个响应，表示该存在该网络ID号的网络，要求其改变网络ID号，如果不存在，则不回复消息，默认不存在。请求建立网络的zigbee协调器若未收到其它zigbee协调器的响应，则表示不存在与其一致的网络ID号，再次发送建立网络的请求，则建立网络ID号为初始网络ID号的网络，否则，修改初始网络ID号并广播，直至预设期限内不再收到响应，则完成网络建立。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，初始网络ID号为协调器MAC地址的后两个字节，假设为0x1234，如果收到响应，以拟定的网络ID号加1的方式修改网络ID号，变为0x1235，并再次发送请求，直至预设期限内(例如10s)不再收到响应，则完成网络建立。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，由于zigbee协议栈是基于CC2530芯片，沿用zigbee协议栈的叫法，终端为包含了至少一种传感器或执行器的模块，与现实中的终端设备稍有不同，除了通信，用来实现具体的功能。所述zigbee终端为提供传感信息的传感器模块，如图4所示，传感器模块被触发时或周期性的将采集的信息通过zigbee协调器发送至上位机，传感器模块每隔一段时间发送采集的信息，或者被触发时实时发送采集的信息，被触发指代的是，当传感器模块突然采集到数据、或者采集的数据在一定范围内稳定时的突然增大或减小，当传感器模块只是用来采集一些传感信息时，并不需要利用其来控制zigbee执行器模块，则传感器模块只需按照本发明的协议发送采集到数据到zigbee协调器，zigbee协调器接收数据并对数据进行中间处理，之后再将数据发送到上位机软件，例如温度模块采集数据温度数据发送到上位机。所述zigbee终端为根据控制做出相应动作的执行器模块，如图5所示，用户通过上位机发送执行指令，通过zigbee协调器使执行器模块执行动作可以利用上位机软件来直接控制执行器模块，此时上位机软件会发送一个操控指令，zigbee协调器对其进行中间处理，确定具体发送到哪个执行器模块，将处理后的数据发送到执行器模块，执行器解析数据，从而完成相应的动作。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，如图6所示，所述zigbee终端为传感器模块或执行器模块，用户在上位机上建立目标传感器模块与目标执行器模块之间的拓扑关系，当需要使目标执行器模块根据目标传感器模块采集的信息执行动作时，上位机根据拓扑关系发送执行指令，通过zigbee协调器使目标执行器模块执行动作。当利用传感器模块来控制执行器模块时，传感器模块发送采集数据到zigbee协调器，zigbee协调器对数据进行中间处理再发送到上位机软件，上位机软件根据拓扑关系由输入得到输出，把输出数据交由zigbee协调器发送给执行器模块，从而实现对各终端的控制。zigbee终端之间相互通信时，源模块并不需要知道目标模块的地址，甚至是不需要知道目标模块是否存在，而只需要发送数据到zigbee协调器，zigbee协调器会对数据进行处理，在上位机中显示数据，根据存储有拓扑关系的绑定表确定是否发送数据到目标模块。例如有一个按键模块和LED灯模块，在上位机软件中对其进行连接，则可以实现按键模块与灯模块实际上的物理连接，按键按下的时候LED灯就亮，按键没按的时候LED灯就灭。按键模块并不知道LED灯模块的存在，LED灯模块也不知道按键模块的存在，按键模块只需要根据本发明的协议发送固定格式的数据，而LED灯也只接收发送给它的数据。按键按下时状态会发生改变，就会发送一个按键按下的信息给zigbee协调器，zigbee协调器接收到数据后将其转发到上位机软件，上位机软件根据拓扑关系发现其连接到了一个LED灯模块，则会发出一个开灯的指令，zigbee协调器对这个指令进行解析，再按照本发明的协议转换成LED灯模块可以识别的数据格式，将换转换后的数据发送给LED灯模块，LED灯模块收到数据，进行解析，确认开启LED。同理可以使用一个滑动变阻器模块来调节灯的亮度。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，如图7所示，上位机通过图形界面将拓扑关系存储于zigbee协调器，当需要使目标执行器模块根据目标传感器模块采集的信息执行动作时，zigbee协调器根据拓扑关系使目标执行器模块执行动作。如果上位机软件将模块拓扑关系图发送给了zigbee协调器，则zigbee协调器也会存储该拓扑关系图，当没有连接上位机软件时，则会使用这种数据传输方式，将所有的中间处理都放在了zigbee协调器。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，传感器模块将采集的信息转化为固定格式的数据发送至zigbee协调器，zigbee协调器将执行指令以固定格式的数据发送至执行器模块。上位机到zigbee终端的通信只需要实现zigbee协调器的通信接口，zigbee协调器与zigbee终端之间根据协议发送固定格式的数据进行通信，适用于多种上位机。固定格式具体有多种，例如传感器模块发送的绑定请求的数据格式、zigbee协调器发送的绑定信息的数据格式，传感器模块发送的采集信息的数据格式、zigbee协调器发送给执行器模块执行动作的数据格式不一样。例如，按键模块类型为01，灯的模块类型为02，传感器模块发送的绑定请求，数据格式为AA+03+6个字节MAC地址+模块类型+A5，按键的MAC地址为01 02 03 04 05 06，模块类型为01，按键的绑定请求为AA 03+01 02 03 04 05 06+01，AA A5表示帧头帧尾，03表示发送的数据是终端到协调器的绑定请求，01 02 03 04 05 06表示请求绑定模块的MAC地址，01表示模块类型。再例如，zigbee协调器发送的绑定信息，数据格式为AA+11+6个字节MAC地址+1字节绑定命令+2字节模块网络地址+2字节网络ID号PAN_ID(PAN_ID由协调器生成)+A5，如按键的绑定：上位机至网关为AA 11+01 02 03 04 05 06+01+01 01+A5，网关至模块为AA 11+01 02 03 04 05 06+01+01 01+02 07+A5，AA A5表示帧头帧尾，11表示协调器发送的是绑定命令，01 02 03 04 05 06表示请求绑定模块的MAC地址，每个模块都是唯一的，01表示绑定(02：解绑)，0101表示分配给按键模块的网络地址，0207表示网络ID号。再例如，传感器模块发送的采集信息，数据格式为：AA+02+2个字节网络短地址+1字节数据类型+1字节特殊功能+3字节数据+A5，按键开启发送的数据为AA 02+01 01+02+00+01 00 00+A5，AA A5表示帧头帧尾，02表示表示发送的数据是终端到协调器的传感数据，01 01表示按键的网络地址，02表示数据类型，布尔型，00表示保留，010000表示数据，最前面的01表示按键是开的状态。再例如，zigbee协调器发送给执行器模块执行动作，数据格式为AA+01+2个字节网络短地址+1字节数据类型+1字节特殊功能+3字节数据+A5，控制LED灯开启为AA 01+02 01+02+00+01 00 00+A5，AA A5表示帧头帧尾，01表示表示发送的是协调器对终端的控制数据，02 01表示LED灯的网络地址，02表示数据类型，布尔型，00表示无特殊功能，010000表示数据，最前面的01表示是让灯开启，控制LED灯变色为AA 01+02 01+04+00+64 32 16+A5，AA A5表示帧头帧尾，01：表示发送的是协调器对终端的控制数据，02 01表示LED灯的网络地址，04表示数据类型，数组，00表示无特殊功能，64 32 16表示数据，64 32 16表示LED灯三原色的值。zigbee协调器提供绑定终端的接口，上位机只需要实现通信接口就可以实现通信，使用MAC层通信，简单、实时性高。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，传感器模块优选为按键模块、压感模块、声音检测模块、人体红外检测模块、温度检测模块、光强检测模块中的一种，执行器模块优选为LED灯模块、电机模块、蜂鸣器模块、LCD模块中的一种，但不局限于此。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，绑定请求包括模块类型、帧头、帧尾等信息，上位机将选取信息发送至目标zigbee协调器，选取信息包括分配给请求加入网络的zigbee终端的网络地址，网络地址包括模块类型与序号，目标zigbee协调将选取信息连同网络ID号发送至请求加入网络的zigbee终端。

在另一种技术方案中，所述的基于CC2530芯片的无线通信系统，zigbee协调器是CC2530芯片加一些外围电路，zigbee协调器设有USB转串口的芯片或蓝牙芯片，实现上位机与zigbee协调器的通信连接。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。