基于Zigbee的无线投票表决器基站设计思路

　　4.3 应用层

　　主要实现：1.以太网和Zigbee 网络的建立。2.接受远程监控中心的访问和各项指令。3.维护并管理整个Zigbee 网络。4.接收来自Zigbee 网络中的各投票表决器的投票数据帧。程序流程图如图4 所示。

　　首先建立以太网络，完成与上位机的连接后，上位机向基站发出建立无线投票表决器网络的基础信息帧。基站根据基础信息帧中指定的频段，PAN 号，发射功率等参数建立Zigbee 网络。各无线表决器申请加入该网络，成功加入后将会将获得由基站（Zigbee 网络中的协调器）分配的一个16 位动态网络短地址。并同时提示用户表决器通信正常。否则提示通信失败。

在设定时限内，基站统计成功加入该网络的投票表决器数目，并向上位机发送统计结果。屏蔽此后所有申请加入该网络的投票表决器设备直到基站收到上位机更新网络的命令。上位机收到参与该阶段的投票表决器总数若大于设定的最低人数时，则向基站发送投票信息帧。若参与该阶段的投票表决器总数若小于设定的最低人数时上位机则向基站发送延长等待投票表决器加入网络的时限指令。若再次超过时限仍未达到指定人数则提示该阶段投票无效。投票信息帧中包括本阶段投票的投票格式，投票类型等内容。基站收到投票信息帧后并向整个Zigbee 网络进行广播，此时投票开始进行。Zigbee 网络中的各投票表决器根据收到的投票信息帧，将提示用户进行相应的投票操作。用户完成投票操作后，投票表决器将投票数据帧发送给基站，基站将投票数据帧存入到Zigbee_BUF 数据缓冲区中，并向投票表决器发送回复帧，向用户指示成功发送。然后收回该投票表决器的网络短地址，使其脱离该网络，防止用户进行二次投票。

图4 应用程序。

　　上位机定时向基站进行访问，基站收到访问请求后向上位机传输数据缓冲区内容。上位机收到后返回信息确认帧。基站接受到上位机的信息确认帧之后清除数据缓冲区内容。基站在规定投票时限内，收回所有网络短地址，使本次加入该网络的投票表决器全部脱离，停止用户进行投票。

　　完成该阶段投票过程后，进入新阶段投票时，上位机向基站发送更新网络命令。此时，基站重新允许投票表决器加入该网络。开始新一轮的投票过程。

　　4.4 实现结果

　　基站完成了联调工作。成功的实现了本文介绍的全部功能。图5 为频谱仪监测基站与无线投票表决器进行通信时的数据传输情况。

图5 远程监控中心上位机监控软件。

　　5 结论

　　本文设计的基站实现了以太网和Zigbee 网络的连接，为Zigbee 网络实现远程监控提供了一些思路。该基站已投入市场，并取得良好的经济效益。如何在功耗和传输速度上提高基站的性能以及设计出能与现行的多种协议互联的基站是我们今后研究的重点。