基于ZigBee 的配置軟件開發

謝永紅 鄔惠明

華南理工大學廣州學院

本文設計了一款ZigBee 配置軟件，通過廣播搜索和指定ID 搜索，實現了對遠程無線ZigBee 網絡設備搜索、信息讀取、參數配置等功能，該軟件能夠遠程監測ZigBee 網絡設備，使設備維護變得容易，提高了工作效率，具有較強的應用價值。

ZigBee 是一種全新的無線網絡數據通信技術，這種無線技術是一種主要用于低速短距離的無線網絡技術，由于可以便捷的為用戶提供無線數據傳輸、集成信息采集、數據處理和無線通信等多種功能而被廣泛的應用。但是由于ZigBee 各功能模塊錯綜復雜、參數繁多，使得對ZigBee的開發、測試、維護以及參數配置等變得復雜而繁瑣，工作量大。當某個設備通信出現問題時，開發人員需要檢測每一個設備中的每一個功能模塊的參數，以確定出現問題原因和位置，傳統的對設備硬件維護、檢測以及調試只能使用物理的方法去配置，大大地增加了開發人員的工作量、降低了工作效率。

為了克服上述傳統的檢測方式對ZigBee 設備參數檢測的繁瑣、工作量大、效率低等缺點，本文設計了一款基于ZigBee 的配置軟件，該軟件通過無線搜索功能，能夠檢測ZigBee 網絡設備的ID、本地地址、網絡設備地址、通道速率等基本參數，從而使得ZigBee 的設備易于維護，免去了繁雜的檢測流程，簡化了ZigBee 設備維護人員的工作內容，從而提高了ZigBee 設備維護人員的工作效率。

ZigBee 配置軟件設計方案

ZigBee 配置軟件通過.Net 平臺，使用C#語言進行設計的一款C/S 架構的檢測軟件。使用.Net 平臺可以方便快速的進行程序開發，并且.Net 平臺支持多種開發語言。另外配置軟件還使用了GDI+進行了優化，可以給用戶一個更好的視覺體驗。

ZigBee 配置軟件是根據ZigBee 轉RS485 網關開發板協議進行設計的一款針對ZigBee 設備的檢測軟件，能夠實現讀取、搜索和配置整個ZigBee 網絡設備各中繼器信息的功能。打開電腦串口，在進行廣播搜索或者指定ID 搜索時，程序會向電腦串口發送相應的搜索命令，然后ZigBee 中繼器將會通過電腦串口獲取搜索命令，再通過無線網絡發送給對應的ZigBee 開發板，開發板接收到搜索指令后會將通道號、設備ID、設備類型、運行狀態以及通道速率這些基本信息返回給ZigBee 中繼器，程序再通過串口獲取這些基本設備信息然后將這些信息顯示在程序的界面上。

軟件設計流程圖

程序主流程圖

當程序執行廣播搜索操作時，首先會發送搜索指令，在無線網絡中的開發板收到這條指令后將會將自身設備ID和速率等參數返回給程序，讀取程序獲取到設備的參數后將設備ID、通道號、設備類型和狀態信息等參數信息顯示在用戶界面上，并將信息存儲在一個動態數組中。同時將這兩個參數跟上一次獲取的設備ID 進行對比，如果ID 有沖突，則顯示沖突ID 的位置，沒有沖突，將繼續發送搜索命令，其程序設計流程圖如圖1 所示。指定ID 搜索程序流程跟廣播搜索的流程相似，當搜索到的ID 與指定的ID 相同后，直接讀取、顯示設備信息。

讀取和顯示設備信息子程序

程序首先根據用戶在用戶界面上選擇設備ID 以及設備的速率參數執行讀取操作，開發板設備接收到讀取指令后會將設備的信息返回，然后程序將會根據返回的指令信息長度、設備ID以及結束碼等判斷這條信息是否讀取成功，如果讀取不成功則更改通道速率，重新進行讀取，通道速率可以選擇250KB、500KB 和1MB 三種速率，直到成功讀取設備信息。讀取信息成功后，在界面顯示讀取的信息，同時還原通道速率。

ZigBee 配置軟件用戶界面

打開ZigBee 的配置軟件，配置串口參數以后，可以選擇廣播搜索和指定ID 搜索，ZigBee 的配置軟件用戶界面如圖3 所示。

圖1 廣播搜索程序主流程圖

圖2 讀取和顯示設備信息子程序

當進行廣播搜索時，點擊確定后程序將會將網絡中存在的設備搜索出來并顯示，效果如圖4 所示。

選擇其中一臺搜索到的設備，點擊“讀取”按鈕，程序會通過串口向ZigBee 中繼器發送一條指令，ZigBee 中繼器接收到指令信息會先根據指令信息判斷設備ID 是不是這條指令信息是不是發給自己的，如果是則將自己參數信息的返回。如果不是，ZigBee 中繼器則會通過無線網絡將這條指令發送到設備ID 與指令信息中匹配的ZigBee 開發板中，開發板接收指令則會通過ZigBee 中繼器將參數信息返回，程序收到信息將會對信息進行分割、轉換、格式化等操作。讀取顯示設備信息的用戶界面如圖5 所示。指定ID 搜索的過程與廣播搜索的一樣，也是先判斷接收的指令是不是屬于自己的，檢測到相應的設備后，將設備信息顯示在用戶界面。

圖3 搜索界面

圖4 顯示廣播搜索設備

圖5 讀取設備參數界面

結語

ZigBee 配置軟件，通過廣播搜索和指定ID 搜索的功能，實現了ZigBee 網絡設備信息讀取、配置等功能，實踐證明該設計能夠實時監控ZigBee 設備的各個部分目標地址、工作類型、波特率等方面的信息，能夠及時了解各個設備的工作狀態，為設備的維護的提供了方便，大大的提高了工作效率。