《基于BACnet_ZigBee的無線智能溫度傳感器.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、DOI:10.16366/j.cnki.1000-2367.2012.02.015第４０卷第２期河南師范大學學報（自然科學版）Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．２２０１２年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｒ．２０１２文章編號：１０００－２３６７（２０１２）０２－０１０４－０４基于ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ的無線智能溫度傳感器李春旺，吳義民，田沛哲，陳福祥（北京聯(lián)合大學生物化學工程學院，北京１０００２３）摘要：為了實現(xiàn)智能樓宇的ＢＡＣｎ

2、ｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計了ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ節(jié)點互聯(lián)機制，并研制出一種ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ無線智能溫度傳感器標準設(shè)備．采用微處理電路Ｌｍ３ｓ６９１１＋做為溫度傳感器的核心控制單元，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)的ＢＡＣｎｅｔ封裝與解析以及ＢＡＣｎｅｔ報文在ＺｉｇＢｅｅ無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過程．通過實驗測試，驗證了該傳感器的協(xié)議一致性和數(shù)據(jù)正確性，達到了樓宇自動化系統(tǒng)的性能要求．關(guān)鍵詞：ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ；互聯(lián)機制；智能溫度傳感器；樓宇自動化中圖分類號：ＴＰ２１２文獻標志碼：Ａ

3、目前，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引入樓宇自控系統(tǒng)已成為智能樓宇的重要發(fā)展方向．ＢＡＣｎｅｔ是由美國采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會（ＡＳＨＲＡＥ）制訂的完全開放的樓宇自控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議，是該領(lǐng)域唯一的國際標準（ＩＳＯ１６４８４－５），得到了廣泛的應(yīng)用．ＺｉｇＢｅｅ是建立在ＩＥＥＥ８０２．１５．４基礎(chǔ)上的一種自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)，支持多跳路由，可以將報文經(jīng)過多個節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)傳輸?shù)狡錈o線電覆蓋范圍之外的另一個設(shè)備，特別是這種自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠保證在某條路由失效的情況下，快速切換到另一條可用路由，根據(jù)環(huán)境和節(jié)點狀態(tài)的變［１］

4、化動態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸路徑，能夠有效克服多徑傳輸干擾等問題．這些特性使得ＺｉｇＢｅｅ網(wǎng)絡(luò)非常適合應(yīng)用于樓宇環(huán)境中．因此，研究ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ的互聯(lián)與融合方式，開發(fā)無線智能傳感器標準設(shè)備具有重要的應(yīng)用價值．１ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ節(jié)點互聯(lián)機制１．１ＢＺＬＬ構(gòu)建在ＢＡＣｎｅｔ網(wǎng)絡(luò)層和ＺｉｇＢｅｅ協(xié)議棧之間，定義虛擬數(shù)據(jù)鏈路層ＢＺＬＬ，為ＺｉｇＢｅｅ和ＢＡＣｎｅｔ的互聯(lián)提供［２］了一個協(xié)議接口，實現(xiàn)適配器功能．圖１中的Ｃｌｕｓｔｅｒ稱為對象，是一系列屬性和方法的集合．Ｅｎｄｐｏｉｎｔ是節(jié)點中的

5、功能塊，由一系列Ｃｌｕｓｔｅｒ組成．ＺｉｇＢｅｅ節(jié)點間的信息交互是通過訪問節(jié)點中某個Ｅｎｄｐｏｉｎｔ上Ｃｌｕｓｔｅｒ的屬性值來實現(xiàn)的．當ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ節(jié)點發(fā)送一個廣播報文時，ＢＺＬＬ將報文通過ＢＡＣｎｅｔ協(xié)議隧道簇（ＢＰ）傳輸?shù)剑冢椋纾拢澹鍏f(xié)議棧，然后在綁定表中查找到對應(yīng)的組ＩＤ，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到該ＺｉｇＢｅｅ組上．當ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ節(jié)點接收到一個組播報文時，該節(jié)點通過查找組表得到對應(yīng)的ＢＡＣｎｅｔＥｎｄｐｏｉｎｔ，再將報文通過Ｅｎｄｐｏｉｎｔ傳輸?shù)剑拢冢蹋烫幚恚保玻郑停?/p>

6、Ｃ地址表的管理由于ＢＡＣｎｅｔ標準中的Ｄｅｖｉｃｅ對象實例在每個ＢＡＣｎｅｔ網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，因此，可將Ｄｅｖｉｃｅ對象實例作為ＢＡＣｎｅｔ節(jié)點的虛擬ＭＡＣ地址（ＶＭＡＣ），同時ＶＭＡＣ地址又是ＺｉｇＢｅｅ常用隧道簇的協(xié)議地址屬性．ＶＭＡＣ地址表可將ＶＭＡＣ地址映射為ＺｉｇＢｅｅ無線網(wǎng)絡(luò)的ＭＡＣ地址和對應(yīng)的ＢＡＣｎｅｔＥｎｄｐｏｉｎｔ．在網(wǎng)絡(luò)初始化時，節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點的ＢＺＬＬ發(fā)送組播告知協(xié)議地址命令，告知本節(jié)點的協(xié)議地址．如果某節(jié)點獲得了新的協(xié)議地址，則該節(jié)點也要發(fā)送該命令，告知此節(jié)１點更新后

7、的協(xié)議地址．為了探測網(wǎng)絡(luò)上加入的新節(jié)點，ＢＺＬＬ必須定期向網(wǎng)絡(luò)上所有的節(jié)點發(fā)送組播協(xié)議地址讀請求命令．當節(jié)點接收到該收稿日期：２０１１－１０－２０基金項目：北京市教育委員會科技發(fā)展項目資助（ＫＭ２０１０１１４１７０１４）作者簡介：李春旺（１９７２－），男，天津武清人，北京聯(lián)合大學副教授，主要從事建筑設(shè)備自動化領(lǐng)域研究．第２期李春旺等：基于ＢＡＣｎｅｔ／ＺｉｇＢｅｅ的無線智能溫度傳感器１０５命令后，發(fā)送自己的ＶＭＡＣ地址作為響應(yīng)．當路由器接收到節(jié)點響應(yīng)后，在ＶＭＡＣ表中為相應(yīng)的節(jié)點創(chuàng)建ＶＭＡＣ條目．１

8、．３ＢＡＣｎｅｔＮＰＤＵ的傳輸ＺｉｇＢｅｅ協(xié)議定義了ＡＰＳＤＥ－ＤＡＴＡ服務(wù)原語，為ＺｉｇＢｅｅ網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層設(shè)備對象提供了一系列數(shù)據(jù)服務(wù)，并通過ＡＰＳＤＥ－ＤＡＴＡ的請求、證實和指示３類服務(wù)原語實現(xiàn)．ＢＡＣｎｅｔ網(wǎng)絡(luò)層報文ＮＰＤＵ做為ＺｉｇＢｅｅ應(yīng)用層報文ＺｉｇＢｅｅＡＳＤＵ通過ＢＡＣｎｅｔ協(xié)議隧道簇傳輸?shù)剑冢椋纾拢澹寰W(wǎng)絡(luò)中．ＢＡＣｎｅｔＮＰＤＵ單播報文將利用ＡＰＳＤＥ－ＤＡＴＡ．ｒｅｑｕｅｓｔ服務(wù)原語，以目標節(jié)點的ＺｉｇＢｅｅＭＡＣ地址和ＢＡＣｎｅｔＥｎｄｐｏｉｎ