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ZigBee 定位系統

ZigBee 定位系統. 華亨科技. Zigbee 介紹. ZigBee 是由 IEEE 802.15.4 小組與 ZigBee Alliance 組織，分別制訂硬體與軟體標準。 低傳輸速率 短距離 低消耗功率 架構簡單. Zigbee 的頻段. ZigBee 版本. V1.0 ： 2004-12 V1.1 ： 2006-12 V1.2 ： 2007(ZigBee Pro). 無線技術比較. ZigBee Network Topologies. Mesh. Star. ZigBee Coordinator. ZigBee Router.

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ZigBee 定位系統

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Presentation Transcript

  1. ZigBee定位系統 華亨科技

  2. Zigbee介紹 • ZigBee 是由IEEE 802.15.4 小組與ZigBee Alliance 組織，分別制訂硬體與軟體標準。 • 低傳輸速率 • 短距離 • 低消耗功率 • 架構簡單

  3. Zigbee的頻段

  4. ZigBee版本 • V1.0：2004-12 • V1.1：2006-12 • V1.2：2007(ZigBee Pro)

  5. 無線技術比較

  6. ZigBee Network Topologies Mesh Star ZigBee Coordinator ZigBee Router Cluster Tree ZigBee End Device ZigBee Alliance PPT

  7. ZigBee 發起的廠商 ZigBee Alliance PPT

  8. 建築物自動化 消費性電子 security HVAC AMR lighting control accesscontrol TV VCR DVD/CD remote ZigBee Wireless Control that Simply Works PC & 周邊裝置 個人健康看護 病人監控 健康監視 行動通訊服務 工業控制 家庭控制 資產管理 加工控制 環境監控 能源管理 m-commerce info services object interaction (Internet of Things) ZigBee Applications mouse keyboard joystick security HVAC lighting control access control ZigBee Alliance PPT

  9. 家庭自動化 [HA] Defines set of devices used in home automation 燈光開關 自動調溫器 遮陽廉 加熱器 etc. 工廠監控 Consists of device definitions for sensors used in industrial control 溫度 壓力感測 紅外線 etc. Some Application Profiles ZigBee Alliance PPT

  10. 居家病患監控 graphic • Patients receive better care at reduced cost with more freedom and comfort--- • Patients can remain in their own home • 監測生理參數，並傳至網際網路 • 醫生可根據資料來調整用藥量 • 允許監控家庭成員中的年長者 • 當離開床上，可以自動點亮燈光。 • 當有異於平常的情況，可經由行動電話通知。 • Wireless panic buttons for falls or other problems • 可用於醫院照護 • 病患允許有更大的移動空間 • 減少醫護人員服務病患的比率 graphic ZigBee Alliance PPT

  11. ZigBee定位 • 定位系統網路的組成包含： • 參考節點(Reference Node)。 • 盲節點(Blind Node)。 • 協調器(Coordinator)。

  12. 定位演算方法概述 • 定位演算是根據盲節點接收參考節點訊號的接收訊號強度(Received Signal Strength Indicator, RSSI)來判斷盲節點所在位置，基本上最靠近盲節點的參考節點的RSSI值會最強，所以只要能夠穩定找到RSSI值最強的訊號，即能判斷出盲節點所在區域。

  13. 華亨ZigBee定位系統介紹

  14. 節點板資源介紹

  15. EB板圖示

  16. CC2430/31除錯器

  17. Z-Stack/SimpleStack協定分析

  18. CC2430/31晶片規格簡介 • 高性能、低功耗的8051微控制器內核 。 • 128K FLASH程式記憶體，8K SRAM資料記憶體。 • 2.4 GHz IEEE 802.15.4相容RF收發器。 • 定位引擎計算一個節點在一個網路中的位置。 • 電流消耗小（當微控制器內核執行在32 MHz時，RX 為27 mA，TX為25mA）。 • 硬體支援避免衝突的載波偵聽多路存取（CSMA-CA）。

  19. CC2430/31晶片規格簡介 • 支援數位化的接收信號強度指示器/鏈路品質指示（RSSI/LQI）。 • 電池監視器和溫度感測器。 • 128位元AES輔助運算器。 • 2個支援多種串列通信協定的USART。 • 支援硬體除錯。 • 看門狗計時器。 • 1個 IEEE 802.15.4媒體存取控制（MAC）計時器，1個通用的16位元和2個8位元計時器。

  20. SOC腳位圖

  21. 天線結構

  22. 實驗資源介紹*需另外搭配使用IAR軟體做開發 • ZigBee協定軟體實驗 • SampleApp實驗：Zigbee網路設備的連線。 • Simple App1實驗：無線開關控制。 • Simple App2實驗：感測器傳送與資料收集。 • Generic APP實驗：兩個終端設備與協調器通訊。 • Serial APP實驗：兩台電腦用串列埠做ZigBee傳輸。

  23. ZigBee協定軟體實驗 • Transmit App實驗：封包互傳實驗。 • Home Automation實驗：同Simple App1，但使用Home Automation規範。 • ZigBee-2006定位實驗：利用參考節點(Reference Node)、盲節點(Blind Node)、協調者(Coordinator)來構建ZigBee定位網路。 • 註：實驗指導書，實驗內容

  24. 定位上的應用

  25. 可設定背景圖

  26. CC2431定位演算 • CC2431定位引擎內的定位演算法是基於接收信號強度指示（RSSI）值的。RSSI值將會隨著距離的增大而減弱。

  27. CC2431定位演算 • 參考節點是一個位於已知位置的靜態節點。該節點知道它自己的位置並且可以在被請求時告訴其它的節點它在哪裡。參考節點並不需要執行定位檢測的硬體，它根本不執行任何計算。 • “盲節點”是一個用CC2431建立的節點。該節點將從所有參考節點對請求的回應中搜集信號，讀出相對RSSI值，並將其送入硬體引擎，然後讀出計算得到的自身位置並且發送位置資訊給一個控制應用。

  28. ZigBee相關開發軟體使用簡介 • IAR MCS-51 • General Packet Sniffer • SmartRF Flash Programmer

  29. IAR MCS-51編輯環境 專案選擇 原始碼視窗 專案目錄 訊息視窗

  30. 程式碼下載  *.d51 程式碼下載/除錯

  31. 除錯環境 反組譯視窗 C語言除錯

  32. General Packet Sniffer • 監聽射頻硬體節點來顯示和儲存捕獲到的射頻資料封包，可以支援多種射頻協定。 • 協定有Z-Stack、SimpleTI。 • 能過濾和解碼資料封包並將它們以一種合宜的方式顯示出來，具有過濾選項並且以一個二進位檔的格式儲存。

  33. 分析儀架構 • 資料封包可以被存儲在一個磁碟緩衝區。可以被存儲的資料封包的總量取決於資料封包的大小和硬碟的大小。當一個資料封包被顯示在GUI上時，為了提高訪問速度，在操作期間這些資料封包將被快取記憶體儲存在一個RAM緩衝區。

  34. ZigBee Package顯示

  35. Select fields選項

  36. SmartRF Flash Programmer

  37. SmartRF Flash Programmer

  38. SmartRF Flash Programmer

  39. 投影片引用 • ZigBee Alliance PPT： • ZigBee Alliance • http://www.zigbee.org/en/index.asp • TI CC2430/31 datasheet • www.ti.com • 華亨科技ZigBee產品使用手冊 • www.hhnet.com.tw

  40. END

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