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ZigBee无线车路自动报站系统设计 第6页

更新时间:2010-8-28:  来源:毕业论文
ZigBee无线车路自动报站系统设计 第6页
这两种调度方式在uC/OS-II的执行过程中非常普遍,一般来说前者发生在系统服务中,后者发生在时钟中断的服务程序中。
  调度工作的内容可以分为两部分:最高优先级任务的寻找和任务切换。其最高优先级任务的寻找是通过建立就绪任务表来实现的。u C / O S 中的每一个任务都有独立的堆栈空间,并有一个称为任务控制块TCB(Task Control Block)的数据结构,其中第一个成员变量就是保存的任务堆栈指针。任务调度模块首先用变量OSTCBHighRdy 记录当前最高级就绪任务的TCB 地址,然后调用OS_TASK_SW()函数来进行任务切换。
μC/OS-II的组成部分:
  μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信,CPU的移植等5个部分。
  a) 核心部分(OSCore.c)
  是操作系统的处理核心,包括操作系统初始化、操作系统运行、中断进出的前导、时钟节拍、任务调度、事件处理等多部分。能够文持系统基本工作的部分都在这里。
  b) 任务处理部分(OSTask.c)
  任务处理部分中的内容都是与任务的操作密切相关的。包括任务的建立、删除、挂起、恢复等等。因为μC/OS-II是以任务为基本单位调度的,所以这部分内容也相当重要。
  c) 时钟部分(OSTime.c)
  μC/OS-II中的最小时钟单位是timetick(时钟节拍)。任务延时等操作是在这里完成的。
  d) 任务同步和通信部分
  为事件处理部分,包括信号量、邮箱、邮箱队列、事件标志等部分;主要用于任务间的互相联系和对临界资源的访问。本文来自辣*文~论-文'网
  e) 与CPU的接口部分
  是指μC/OS-II针对所使用的CPU的移植部分。由于μC/OS-II是一个通用性的操作系统,所以对于关键问题上的实现,还是需要根据具体CPU的具体内容和要求作相应的移植。这部分内容由于牵涉到SP等系统指针,所以通常用汇编语言编写。主要包括中断级任务切换的底层实现、任务级任务切换的底层实现、时钟节拍的产生和处理、中断的相关处理部分等内容。
3.3.2 ZIGBEE协议简介
ZigBee是近年来发展迅速的基于无线传感器网络的近距离、低功耗、低成本、低复杂度的无线通信技术。协议定义了两种类型的设备一全功能设备(FFD),精减指令设备(RFD)。全功能设备可作为网络的协调器,路由器,实现FFD功能需要足够的计算能力和存储能力。RFD设备功能简单,由单片机就能完成,FFD设备之间可以相互通信,RFD设备只能与FFD设备通信。协议的这种可裁剪能力极大的降低了组建系统的成本,在很多行业获得了广泛的应用。
ZigBee, 在中国被译为"紫蜂",它与蓝牙相类似.是一种新兴的短距离无线技术.
 
用于传感控制应用(sensor and control).
此想法在IEEE 802.15工作组中提出,于是成立了TG4工作组,并制定规范IEEE 802.15.4.
  2002年,ZigBee Alliance成立.
  2004年,ZigBee V1.0诞生.它是ZigBee的第一个规范.但由于推出仓促,存在一些错误.
  2006年,推出ZigBee 2006,比较完善.
  2007年底,ZigBee PRO推出
  ZigBee的底层技术基于 IEEE 802.15.4.
  物理层和MAC层直接引用了IEEE 802.15.4
  在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许多缺陷。对工业,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,蓝牙技术显得太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等,而工业自动化,对无线数据通信的需求越来越强烈,而且,对于工业现场,这种无线数据传输必须是高可靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此,经过人们长期努力,ZigBee协议在2003年正式问世。另外,ZigBee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。毕业论文http://www.751com.cn
  长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。自从Bluetooth出现以后,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,但是Bluetooth的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商的使用意愿。如今,这些业者都参加了IEEE802.15.4小组,负责制定ZigBee的物理层和媒体介入控制层。IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250kbps)、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线技术,用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee应用屋和网络层协议的基础。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。

  ①低功耗。在低耗电待机模式下,2 节5 号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较, 蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
  现在,TI公司和德国的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee节点。该节点采用Micropelt公司的热电发电机给TI公司的ZigBee提供电源。
  ②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ,降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2 美元。本文来自辣*文~论-文'网
  ③ 低速率。ZigBee工作在20~250 kbps的较低速率,分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。
  ④近距离。传输范围一般介于10~100 m 之间,在增加RF 发射功率后,亦可增加到1~3 km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。
  ⑤短时延。ZigBee 的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15 ms ,节点连接进入网络只需30 ms ,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3~10 s、WiFi 需要3 s。
  ⑥高容量。ZigBee 可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254 个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000 个节点的大网。
  ⑦高安全。ZigBee 提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128) 的对称密码,以灵活确定其安全属性。
  ⑧免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗( ISM) 频段,2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美国) 和868 MHz(欧洲) 。

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