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2 软件设计与实现
2．1 协调器节点程序
在网络中，每个节点都有一个64位的物理长地址和一个16位的短地址，短地址用于本网络的设备通信，而长地址则可以与本网络之外的其他网络进行通信。数据传送采用主从节点方式，与计算机相连作为主节点(协调器)，其他节点作为从节点(终端节点)，从节点可以向主节点发送中断请求。
协调器端程序流程如图4所示，协调器上电后，首先进行设备初始化，包括硬件电路初始化，寄存器初始化，协议栈初始化，操作系统初始化。然后进入到执行操作系统，进入无限循环的任务执行程序中。

终端程序的大体流程，终端的初始化过程和协调器类似。首先判断节点是否加入一个网络，如果是，则可以发送所采集的信息。如果没有加入网络，则判断是否作为老节点加入网络，如果作为老节点加入网络，则终端节点通过保留以前加入网络的地址来加入网络。如果作为新的节点加入网络，则需要扫描网络，然后加入其中最优秀的一个网络。
2．2 组网
组网的过程主要如下：
(1)协调器首先上电，完成网络的初始化，选择一个合适的信道，并且为自己的网络选择一个PAN_ID(网络标识符)，然后周期的向周围发送beacon request的数据包。
(2)再将终端节点上电，终端节点会首先向周围的环境做一个信道能量扫描选择一个能量比较合适的信道进行网络搜寻。
(3)当协调器接收到终端节点的beacon request数据包之后会发送一个包含自己IEEE MAC地址的超帧。
(4)终端节点接收到超帧之后，将协调器的MAC地址保存，并利用这个地址向协调器发送一个Association Request的数据包，此包目的是寻求加入网络。
(5)当协调器接收到Data Request之后，首先经过NWK层的算法为其分配一个惟一的网络短地址，然后向终端节点发送一个包含其网络短地址的包，这个包是通过MAC地址发送的。
(6)当终端节点接收到这个包之后，配置自己的短地址为0xXXXX，此时可用这个短地址和协调器进行应用层的通信，至此终端节点已经成功加入到网络。
2．3 数据传输
本研究采用了直接寻址(通用单播)，用于设备间的通信。设备直接寻址必须知道接收方的短地址或者长地址。
当节点接收到一个单播的消息，其APS层就会激活APSDE_DATA_indication原语处理消息。如果接收到的是一个确认帧，则APS层应该发送APSDE_DATA。
Indication原语来接收命令，然后将温度信息通过APSDE-DATA．request原语发送回协调器，协调器同样通过APSDE-DATA．indication原语来接收信息。如图5所示。

3 系统测试
对网络的测试，主要集中于两个方面：功能测试，如组网，点对点的通信，系统整体测试等；静态测试，如节点的性能指标，程序的实现和数据收发的正确率等。
3．1 功能测试
首先将协调器程序烧入一个节点作为协调器；将传感节点程序烧入几个节点作为传感器终端。经系统测试，所有终端都能加入网络，并能进行正常的数据收发，功能测试显示系统完好。
3．2 节点测试
3．2．1 无障碍传输距离测试
测试在室外空旷的环境下进行，打开协调器，建立无线网络后，再打开一个终端节点设备，此设备作为温度和电压信息的参考节点。最后打开另一个终端节点，对该节点加以移动，分别选取5个测试距离，测试移动中该节点数据接收效果，数据由计算机保存记录，测试完毕统计分析数据。结果见表1。

3．2．2 有障碍传输距离测试
测试在室内隔墙的环境下进行测试，步骤与无障碍传输距离测试方法一样。打开协调器，建立无线网络后，在协调器一旁打开一个终端节点设备，此设备作为温度和电压信息的参考节点。最后打开另一个终端节点，对该节点加以移动，分别选取5个测试距离，测试移动中该节点数据接收效果，数据由上位机软件保存记录，测试完毕统计分析数据，如表1所示。
在进行无障碍传输距离测试和障碍传输距离测试，在有墙相隔的时候信号不强，这与天线设计有关，本文终端设备的天线为PCB天线，如果使用带杆状天气的射频模块，接收效果就能够更好。

4 结论
随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小，无线传感器网络开始投入使用，如环境的监测和保护、医疗护理、目标跟踪，本文所采用的基于CC2530无线传感网络系统设计方案不失为一种较为高效、节能、抗干扰能力强的廉价组网方案。提高该无线网络的传输距离、增强网络的自愈能力，提高ZigBee和Wi—Fi及其他2．4 GHz系统的共存时的互不干扰能力，将该方案推向工业现场是今后研究的重点。

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关键词： 网络系统 设计 传感 无线 CC2530 基于