基于CC2430的城市車輛限行系統(tǒng)研究
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3 軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)分為CC2430進(jìn)行無線收發(fā)部分和單片機(jī)控制以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸部分。軟件設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于射頻芯片數(shù)據(jù)的收發(fā)，下面主要介紹射頻數(shù)據(jù)收發(fā)控制以及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送控制，對這兩方面的操作處理做簡要分析。
3．1 射頻數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
電子標(biāo)簽和采集單元之間的數(shù)據(jù)傳輸遵循ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。ZigBee協(xié)議是在IEEE 802．15．4標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上建立的，工作于免授權(quán)的2．4 GHz頻段，其規(guī)定了有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由一組子層構(gòu)成，每層為其上層提供一組特定的服務(wù)：數(shù)據(jù)實(shí)體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，管理實(shí)體提供全部其他服務(wù)。每個(gè)服務(wù)實(shí)體通過一個(gè)服務(wù)接入點(diǎn)(SAP)為上層提供服務(wù)接口，并且每個(gè)SAP提供一系列的基本服務(wù)指令來完成相應(yīng)的功能，ZigBee協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)模型如圖6所示，IEEE 802．15．4標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層(PHY)和介質(zhì)接入控制子層(MAC)；ZigBee聯(lián)盟定義了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層(APL)框架的設(shè)計(jì)。其中應(yīng)用層框架主要包括3部分：應(yīng)用支持子層(APS)、ZigBee設(shè)備對象(ZDO)和由制造商制定的應(yīng)用對象。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/172771.htm
通過對halUARTCfg_t賦值，可以設(shè)置波特率、字符數(shù)、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)位等。其中callBackFunc是自定義設(shè)置串口回調(diào)函數(shù)，即一旦出口有數(shù)據(jù)傳送，OSAL會自動轉(zhuǎn)到自定義的回調(diào)函數(shù)，執(zhí)行自定義的操作。
3．2．2 數(shù)據(jù)接收
當(dāng)有數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送到應(yīng)用層時(shí)，應(yīng)用層會發(fā)送一個(gè)AF_INCOMING_MSG_CMD消息事件。
這里表示收到AF_INCOMING_MSG_CMD消息事件，然后調(diào)用收到消息事件的信息處理函數(shù)GenericApp_MessageMSGCB(MSGpkt)，開始接收數(shù)據(jù)并通過調(diào)用串口HalUARTWrite(uint8 port，uint8*buf，uintl6 len)寫函數(shù)發(fā)送、接收到的數(shù)據(jù)。
3．2．3 數(shù)據(jù)發(fā)送
當(dāng)串口回調(diào)函數(shù)中有數(shù)據(jù)輸入時(shí)，應(yīng)用層會發(fā)送一個(gè)GENERICAPP_SEND_MSG_EVT消息事件。
調(diào)用GenericApp_SendTheMessage()數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)，具體到TI／Chipcon公司所提供的ZigBee 2006協(xié)議棧中即為AF_DataRequest()函數(shù)，具體形式如下：
3．3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送控制
程序采用Franklin C51語言編制，可讀性強(qiáng)，移植性好，開發(fā)簡易。
3．3. 1 初始化RTL8019AS
通過C51的P3．4鏈接RTL8019AS的RESDRV來進(jìn)行復(fù)位操作。RSTDRV高電平有效，只要給引腳施加一個(gè)1μs以上的高電平即可。
初始化頁0、頁1相關(guān)寄存器，頁2的寄存器是只讀的，不可以設(shè)置，頁3的寄存器不是NE2000兼容的，不用設(shè)置。
(1)CR=0x21，選擇頁0的寄存器；
(2)TPSR=0x45，發(fā)送頁的起始頁地址，初始化為指向第一個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)的頁即0x40；
(3)PSTART=0x4c，PSTOP=0x80，構(gòu)造緩沖環(huán)：0x4C～0x80；
(4)BNBY=0x4c，設(shè)置指針；
(5)RCR=0xcc，設(shè)置接收配置寄存器，使用按收緩沖區(qū)，僅接收自己地址的數(shù)據(jù)包(以及廣播地址數(shù)據(jù)包)和多點(diǎn)播送地址包，小于64 B的包丟棄，校驗(yàn)錯(cuò)的數(shù)據(jù)包不接收；
(6)TCR=0xe0，設(shè)置發(fā)送配置寄存器，啟用CRC自動生成和自動校驗(yàn)，工作在正常模式；
(7)DCR=0xe8，設(shè)置數(shù)據(jù)配置寄存器，使用FIFO緩存，普通模式，8位數(shù)據(jù)DMA；
(8)IMR=0x00，設(shè)置中斷屏蔽寄存器，屏蔽所有中斷；
(9)CR=0x61，選擇頁1的寄存器；
(10)CURR=0x4d，CURR是RTL8019AS寫內(nèi)存的指針，指向當(dāng)前正在寫的頁的下一頁，初始化時(shí)指向0x4c+1=0x4d；
(11)設(shè)置多址寄存器MAR0～MAR5，均設(shè)置為0x00；
(12)設(shè)置網(wǎng)卡地址寄存器PAR0～PAR5；
(13)CR=0x22，選擇頁1的寄存器，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
3．3．2 發(fā)送幀
將待發(fā)送的數(shù)據(jù)按幀格式封裝，通過遠(yuǎn)程DMA通道送到RTL8019AS中的發(fā)送緩存區(qū)，然后發(fā)出傳送命令，完成幀的發(fā)送。需要設(shè)置以太網(wǎng)目的地址、以太網(wǎng)源地址、協(xié)議類型，再按所設(shè)置的協(xié)議類型來設(shè)置數(shù)據(jù)段。之后啟動遠(yuǎn)程DMA，數(shù)據(jù)寫入RTL8019AS的RAM，再啟動本地DMA，將數(shù)據(jù)發(fā)到網(wǎng)上。
RTL8019AS無法將整個(gè)數(shù)據(jù)包通過DMA通道一次存入FIFO，則在構(gòu)造一個(gè)新的數(shù)據(jù)包之前必須先等待前一數(shù)據(jù)包發(fā)送完成。為提高發(fā)送效率，設(shè)計(jì)將12頁的發(fā)送緩存區(qū)分為兩個(gè)6頁的發(fā)送緩存區(qū)，一個(gè)用于數(shù)據(jù)包發(fā)送，另一個(gè)用于構(gòu)造新的數(shù)據(jù)包，交替使用。
通過調(diào)試，利用PC機(jī)接收一個(gè)構(gòu)造的ARP請求包，接收效果比較滿意。
4 結(jié)論
利用CC2430無線收發(fā)功能，結(jié)合單片機(jī)與以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，設(shè)計(jì)了一套應(yīng)用于車輛識別的城市交通限行系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用CC2430低功耗、低成本、高性能等優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)車輛識別。利用性能優(yōu)越、價(jià)格低廉的RTL8019AS以太網(wǎng)控制器，實(shí)現(xiàn)路邊采集單元與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的信息交互。該系統(tǒng)主要完成車輛識別，及車輛信息發(fā)送工作。經(jīng)測試，可準(zhǔn)確識別車輛，完成出行天數(shù)統(tǒng)計(jì)的要求。交管部門可利用車輛車型信息進(jìn)行車輛出行天數(shù)的統(tǒng)計(jì)，作為收取擁堵費(fèi)的依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)車輛限行。
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