基于ZigBee的WSN路由研究与实验(2)

　　通常路径请求与路径应答都是由路由器或协调器创建的，当路由器广播发送路径请求时，通常不会只发一次，而是间隔一段时间重复进行发送，而且对于广播寻址来说，它拥有两大特点：一个是凡有无线RF收发使能的设备皆能接收到该帧;另外就是广播发送采用一种被动应答模式，即当某一设备广播发送消息时，它还要监听所有的邻居设备是否对该帧进行广播转发，若没有则设备还要再次广播发送该帧。这样就会出现网络中的设备可能多次收到同一个路径请求，目的设备也有可能在一段时间内多次收到同一个路径请求。目的设备究竟应该响应哪个路径请求呢?在路径算法的实现中笔者采用首接为最优的思想，即第一个收到的有效路径请求即为目的设备要响应的请求，在该请求中记录的路径即为消息传输的路径，应答命令将沿着收到的第一个路径请求命令帧中记录的上一级地址发送回去。

　　5 实验

　　本实验基于Microchip公司推出的TSZ-008系列开发套件，对ZigBee无线传感器网络路由的建立与确认等操作进行了实验测试。

　　5.1 ZigBee 无线传感器节点硬件

　　要创建WSN节点，本实验使用了以下的组件:一片带SPITM接口的PIC18F单片机;一个带有所需外部元件的RF收发器芯片CC2420; 一根天线，可以是PCB上的引线形成的天线或单极天线。

　　如图1所示，控制器通过SPI总线与RF收发器芯片CC2420相连。控制器充当SPI主器件而CC2420充当从器件。控制器实现了IEEE 802.15.4 MAC 层和ZigBee协议层。它还包含了特定的应用逻辑，并使SPI总线与RF收发器交互。Microchip协议栈提供了完全集成的驱动程序，免除了主应用程序管理RF收发器功能的任务。如果需要，可以将某些非SPI控制信号重新分配到其他端口引脚以适合应用的硬件。在这种情况下，必须修改物理层接口定义，包括正确的引脚分配。

　　5.2 设计步骤

　　以微芯的ZigBee协议栈为例，为了设计ZigBee协议系统，应按以下步骤进行设计：(1)获得OUI;(2)根据数据传输率及市场的需要，确定无线通信的频带;(3)使用TSZ-008开发系统进行开发设计;(4)利用微芯协议栈提供的源文件扩展ZigBee协议应用;(5)进行RF规范论证;(6)进行ZigBee协议互操作规范论证。

　　具体设计时应遵从以下步骤:

　　(1)确定系统需要使用的配置文件;

　　(2)确定每个设备具备的终端结构;

　　(3)创建一个新的项目目录，将所有的具体应用源文件及项目文件置于该目录中;

　　(4)使用ZENA软件产生基于设备类型、设备配置及终端结构的配置文件并编写相关源代码。