能力的同时，通过开辟地址转换映射区和协议转换映射区实现W1-Fi协议和ZigBee协议之间数据的转换；智能手机通过加入W1-Fi控制器建立的W1-Fi网络与ZigBee网络建立有效通信，W1-Fi控制器通过建立任务调度机制来降低通信时延、提高系统运行效率，并通过对智能手机进行简单操作来实现ZigBee网络参数的获取和配置； 该便捷式无线ZigBee网络配置方法内容包括如下步骤: 第一步，定义W1-Fi协议中协议栈的应用层来建立一个协议转换模型，在协议栈的应用层实现ZigBee协议与W1-Fi协议之间的协议转换;在此协议转换系统中，基于IEEE802.15.4标准的无线ZigBee控制器和具有强大数据处理能力的W1-Fi控制器通过USART连接，二者不仅能够独立的完成各自网络的组建和维护，同时能够确保对各自网络中数据进行准确的通信和有效的处理； 为了实现智能手机对ZigBee网络中ZigBee控制器和无线从站数据参数的获取和配置，在W1-Fi控制器的内存中开辟地址转换映射区，预先存储无线ZigBee网络中控制器和无线从站与W1-Fi控制器通信时对应的地址信息，通过建立地址转换映射区完成W1-Fi协议与ZigBee协议之间的数据交换；在ZigBee控制器的内存中开辟数据类型映射区，并在数据类型映射区定义数据类型映射表，ZigBee控制器通过数据中的数据类型标识符来确定数据类型;预先存储对应智能手机控制指令和配置指令的数据类型映射表和对应数据类型映射表中数据类型标识符的数据类型结构体;在控制指令、配置指令和ZigBee数据中的固定位中加入用I?16位域表示的优先级处理位； 初始化W1-Fi网络和ZigBee网络，包括无线从站、各通信接口、协议转换映射区、地址转换映射区和数据类型映射区；ZigBee控制器获取无线从站地址并构造结构体后传输至W1-Fi 控制器; 并将智能手机连接至 W1-Fi 网络 ，使之能通过 W1-Fi 控制器与 ZigBee 网络建立有效通?目; 第二步，通过智能手机中的应用软件发送扫描控制指令，W1-Fi控制器对此指令进行数据解析、协议转换、地址转换后通过W 1- F i控制器的输出总线T X传输至Z i g B e e控制器；ZigBee控制器通过对照数据类型结构体解析数据来获取数据类型识别信息，当识别出数据为扫面控制指令后对将网络中控制器和无线从站信息经过ZigBee控制器的输出总线TX传输至W1-Fi控制器； 第三步，W1-Fi控制器接收数据后，通过解析数据中的地址识别信息判断出数据为ZigBee数据，然后对数据进行解析后进行ZigBee协议至W1-Fi协议转换，待数据转换完成后通过W1-Fi网络传输至智能手机;智能手机成功收到数据后在应用软件中显示网络中各项参数信息，所述的参数信息包括设备类型、运行状态、网络号、网络地址、传感器类型和采集周期； 第四步，通过智能手机中的应用软件对特定无线从站发送配置指令，发送该配置指令前在应用软件中输入要配置的参数，然后点击完成后应用软件将配置的参数封装在配置指令中一键发送至W1-Fi控制器;W1-Fi控制器接收参数后，通过解析参数中的地址识别信息判断出该参数为配置指令，然后进行协议和地址转换，将配置参数传输至ZigBee控制器； 第五步，ZigBee控制器接收并解析此配置指令后，通过目的地址重启对应的无线从站使之重新加入网络，并根据配置数据对无线从站进行参数配置;如果配置指令中的配置参数只涉及传感器参数的配置，则无需重启无线从站，直接将配置指令发送至目的地址对应的无线从站进行配置;待无线从站配置成功后，ZigBee控制器将发送配置后的各项参数信息，同时实现了通过智能手机对网络状态的监控。2.根据权利要求1所述的一种便捷式无线ZigBee网络配置方法，其特征在于:所述通过建立地址转换映射区完成W1-Fi协议与ZigBee协议之间的数据交换，W1-Fi协议与ZigBee协议之间的数据交换方法步骤如下: W1-Fi控制器开始初始化时，预留一部分内存作为地址转换映射区；ZigBee控制器初始化时，在协议应用层定义一个地址结构体，通过网络相应的配置参数对地址结构体进行初始化，ZigBee控制器通过获取无线节点的地址来更新地址结构体，并将该地址结构体发送至W1-Fi控制器，W1-Fi控制器通过解析、处理地址结构体来建立地址转换映射表，定义Z i gBee无线网络和W1-Fi网络之间地址的对应关系； 通过查询地址转换映射表来完成一次数据的传输过程: 首先智能手机通过W1-Fi网络将控制指令或配置指令发送至W1-Fi控制器，W1-Fi控制器通过解析指令中的地址识别信息对照地址转换映射表，通过对照地址转换映射表后判断此控制命令的目的地址； 如果该目的地址指向的是ZigBee网络中的控制器，W1-Fi控制器通过输出总线TX将此指令传输至ZigBee控制器，ZigBee控制器通过解析数据类型识别信息对照数据类型映射区，通过对照数据类型映射区解析指令类型，ZigBee控制器根据该指令类型执行对应的指令处理函数，来实现指令要求的ZigBee网络状态监控或ZigBee网络以及各项参数的配置； 如果该目的地址指向的是ZigBee网络中特定的无线从站，ZigBee控制器通过输入总线RX接收到W1-Fi控制器的控制命令或配置指令后，对照数据类型映射区来解析数据类型识别信息，根据目的地址将此指令分发至对应的无线从站，该无线从站收到指令后通过对照数据类型映射区解析指令类型，并根据此指令类型执行对应的处理函数，来实现指令要求的传感器控制或是无线从站各项参数的配置。3.根据权利要求2所述的一种便捷式无线ZigBee网络配置方法，其特征在于:所述通过任务调度机制完成任务调度，其任务调度方法如下: 在控制指令、配置指令和ZigBee数据中的固定位中加入优先级处理位，用I?16位域表示，数值越小代表的优先级越高;定义配置指令和控制指令的优先级处理位: 定义配置指令Cfg_Net_Para配置网络参数的优先级处理位为I; 定义配置指令Cfg_SenSor_para配置传感器参数的优先级处理位为2; 定义控制指令Scan_All_Node扫描网络节点的优先级处理位为3; 定义控制指令Acq_Node_Mag获取节点信息的优先级处理位为4; 定义控制指令Acq_Sensor_para获取传感器信息的优先级处理位为5; 当W1-Fi控制器同时需要处理多条配置指令或控制指令时，W1-Fi控制器需要对指令中的优先级处理位进行比较，以此来保证较高优先级的指令得到优先执行;如果待处理指令的优先级处理位相同，则按照先入先出的原则进行处理； 为了保证控制指令和配置指令传输的准确性和高效性，分配控制指令和配置指令的优先级处理位为I?8，配置ZigBee数据的优先级处理位为9?16;以此来确保控制指令和配置指令具有较高的优先处理级别。
【专利摘要】一种便捷式无线ZigBee网络配置方法，其内容是：定义Wi-Fi协议中协议栈的应用层来建立一个协议转换模型，在协议栈的应用层实现ZigBee协议与Wi-Fi协议之间的协议转换；通过智能手机中的应用软件发送扫描控制指令，Wi-Fi控制器接收数据后，对数据进行解析后进行ZigBee协议至Wi-Fi协议转换，通过智能手机中的应用软件对特定无线从站发送配置指令，ZigBee控制器接收并解析此配置指令后，通过目的地址重启对应的无线从站使之重新加入网络，并根据配置数据对无线从站进行参数配置。本发明既满足了ZigBee网络的远程配置、管理要求，又实现了对ZigBee网络各项参数的监控。
【IPC分类】H04W24/04
【公开号】CN105554794
【申请号】CN201510979937
【发明人】刘志新, 杨达, 袁亚洲, 李雨纯, 张润
【申请人】燕山大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月24日