乐山旅游景区信息化解决方案

摘要：基于ZigBee网络构建了一种智能旅游系统，通过该方法构建的智能网络系统能够方便地与外部设备进行连接，并提供SMT与DIP接口，同时可直接连接TTL接口设备，从而实现数据透明传输功能。该系统采用低功耗设计，最低功耗小于1 mA，能应用于旅游景区的安全管理、客流量控制、票务管理和智能导游系统中。
关键字：ZigBee；智能旅游：CC2530；无线网络

0 引言
ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议，底层是采用IEEE802．15．4标准规范的媒体存取层与实体层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支援大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee协定层从下到上分别为实体层(PHY)、媒体存取层(MAC)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。网络装置的角色可分为ZigBee Coordinator、ZigBee Router、ZigBee End Device等三种。
ZigBee模块是一种物联网无线数据终端，可利用ZigBee网络为用户提供无线数据传输功能。组建一个完整的ZigBee网状网络通常包括网络初始化和节点加入网络等两个步骤，其中节点加入网络又包括两个步骤：一是通过与协调器连接入网；二是通过已有父节点入网。

1 ZigBee网络初始化
ZigBee网络的建立是由网络协调器发起的，任何一个ZigBee节点要组建一个网络，必须要满足两点要求：第一是节点是FFD节点，并具备ZigBee协调器的能力；第二是节点还没有与其他网络连接，也就是说，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作为该网络的子节点，因为一个ZigBee网络中有且只有一个网络协调器。图1所示是一个ZigBee网络的组织结构图。

ZigBee网络初始化的流程如下：
(1)确定网络协调器。首先判断节点是否是FFD节点，接着判断此FFD节点是否在其他网络里或者网络里是否已经存在协调器，然后通过主动扫描发送一个信标请求命令(Beaconrequest command)，设置一个扫描期限(T_scan_duration)。如果在扫描期限内没有检测到信标，那么就认为FFD在其pos内没有协调器，此时就可以建立自己的ZigBee网络，并且作为这个网络的协调器不断地产生信标并广播出去。
(2)进行信道扫描过程。主要包括能量扫描和主动扫描两个过程：在能量扫描过程，首先对指定的信道或者默认的信道进行能量检测，以避免可能的干扰，然后以递增的方式对所测量的能量值进行信道排序，抛弃那些能量值超出可允许能量水平的信道，选择可允许能量水平的信道并标注这些信道是可用信道；接着进行主动扫描，搜索节点通信半径内的网络信息，这些信息会以信标帧的形式在网络中广播，节点通过主动信道扫描方式获得这些信标帧，然后根据这些信息找到一个最好的、相对安静的信道，再通过记录的结果选择一个信道，该信道应存在最少的ZigBee网络，最好是没有ZigBee设备。在主动扫描期间，mac层将丢弃phy层数据服务接收到的除信标以外的所有帧。
(3)设置网络ID。找到合适的信道后，协调器将为网络选定一个网络标识符(PAN ID，取值=0x3FFF)。这个ID在所使用的信道中必须是唯一的，也不能和其他ZigBee网络产生冲突，而且不能是广播地址oxFFFF(此地址为保留地址，不能使用)。PAN ID可以通过侦听其他网络的ID然后选择一个不会冲突的ID的方式来获取，也可以人为指定扫描的信道后来确定不和其他网络冲突的PAN ID。