基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線點(diǎn)菜器研究
智能自動(dòng)無(wú)線點(diǎn)菜器是通過(guò)對(duì)數(shù)家餐飲企業(yè)實(shí)地調(diào)查拜訪,并對(duì)顧客的具體要求進(jìn)行分析,為當(dāng)今大、中、小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息一體化而設(shè)計(jì)的有效的具體解決方案;赯igBee技術(shù)的無(wú)線點(diǎn)菜器,主要采用德州儀器公司的MSP430F435單片機(jī)來(lái)作為MCU,使用Chipcon公司的CCllOO元線射頻收發(fā)芯片完成RF收發(fā)功能.
1ZigBee技術(shù)1.1ZigBee技術(shù)架構(gòu)ZigBee是一種新興的短距離、低速率、低功耗、低成本、低復(fù)雜度的近程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案,主要用于近距離無(wú)線連接。
1.2ZIGBEE協(xié)議ZigBee協(xié)議由物理層(PHY)、介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK),應(yīng)用層(APL)及安全服務(wù)提供層(SSp)五塊內(nèi)容組成。其中PHY層和MAC層標(biāo)準(zhǔn)由IEEE給出的802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義,MAC層之上的NWK層,APL層及SSP層,由ZigBee聯(lián)盟給出的ZigBee定義。其中,應(yīng)用層包含應(yīng)用支持子層(ApplicationSupportSublayer,APS)、應(yīng)用架構(gòu)(ApplicationFamework,AF),ZigBee設(shè)備對(duì)象(ZigBeeDeviceObjects,ZDO)和ZDO管理平臺(tái)組成。
2CC1100特性其主要優(yōu)點(diǎn):低工作電壓為lo8V-3.6V,工作頻率為300MHz-348MHz、400MHz-464MHz、800MHz-928MHz,而調(diào)制方式為GFSK/2-FSK/MSK/OOK可選,通信模式為雙向半雙工通信,其通訊波特率為1.2Kbps-500Kbps,發(fā)射功率與接收靈敏度均為<一110dBm(可配置)dSM頻段工作頻率,無(wú)需申請(qǐng)頻點(diǎn):載頻頻率430MHz-438MHz,高抗干擾能力和低i吳碼率s透明的數(shù)據(jù)傳輸$3總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)需求的分析,該系統(tǒng)包括z手持點(diǎn)菜終端模塊、總臺(tái)信息處理器模塊、廚房應(yīng)答終端模塊、以及通信過(guò)程中的通信模塊組成,流程為圖l所示。
(1)手持點(diǎn)菜終端模塊:主要完成信息的輸入和發(fā)送。(2)總臺(tái)信息處理器模塊:對(duì)終端輸入的信息進(jìn)行存儲(chǔ)和分析,其中沒有材料的菜品發(fā)送反饋信息給終端,終端就已輸入菜品進(jìn)行更改,確定后發(fā)送主機(jī)處理,完成后主機(jī)把信息發(fā)送在廚房液晶顯示屏上。(3)廚房應(yīng)答終端模塊:廚房根據(jù)液晶顯示屏信息上對(duì)菜品的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置,菜品烹飪完畢后設(shè)置完成狀態(tài),通過(guò)聲音提示服務(wù)生傳菜。(4)通信模塊=主要負(fù)責(zé)完成流程中節(jié)點(diǎn)間信息的無(wú)線通信。
4硬件設(shè)計(jì)無(wú)線點(diǎn)菜器其硬件包括:手持點(diǎn)菜終端,無(wú)線傳輸單元,總臺(tái)信息處理器,廚房顯示單元。其中處理單元重要是對(duì)輸入信息的處理和存儲(chǔ)8無(wú)線傳輸單元完成節(jié)點(diǎn)間信息的傳輸,總臺(tái)信息處理器完成顧客的菜品信息分析,存儲(chǔ)和完成結(jié)帳功能廚房顯示根據(jù)顯示屏上的信息進(jìn)行相應(yīng)操作圖2所示。
(1)手持點(diǎn)菜終端,筆耕論文,本設(shè)計(jì)中處理單元也就是終端部分采用的是TI公司的SP430F435,無(wú)線傳輸單元通過(guò)低功耗的無(wú)線收發(fā)模塊CllOO,信息處理單元通過(guò)一主機(jī)來(lái)完成,廚房顯示中利用一個(gè)LED,MSP430F435主要特點(diǎn)就是可以通過(guò)超低功耗實(shí)現(xiàn)節(jié)能,工作電壓范圍是lo8V-3.6V,有五種省電模式,6?s內(nèi)從待機(jī)模式喚醒.
圖2手持點(diǎn)菜終端中,計(jì)MSP430F435SPI接口連接無(wú)線收發(fā)模塊CC1IOO,UART接口連接串口通信單元。
(2)無(wú)線傳輸單元,無(wú)線傳輸單元選用無(wú)線通訊模塊CC1100,具有通訊距離遠(yuǎn)、低功艷、接口靈活等優(yōu)點(diǎn),采用單片射頻集成電路及單片機(jī)MSP430F435的無(wú)線模塊,外圍電路小,具有CC1IOO特性外其通信距離(視距)大于50m,工作電壓為+3.OV,CC1100與單片機(jī)MSP430F435采用了SPI接口連接,SPI接口技術(shù)是一種高速、效率的串行接口技術(shù),主要用于擴(kuò)展外設(shè)和迸行數(shù)據(jù)交換。
5軟件設(shè)計(jì)ZigBee協(xié)議校實(shí)現(xiàn)主要實(shí)現(xiàn)物理層PHY層、MAC層、NWK層、APL層、APL層的代碼的編寫,由于篇幅原因,不一一列出。
6實(shí)驗(yàn)結(jié)果與優(yōu)勢(shì)實(shí)際測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果:當(dāng)室外進(jìn)行通信時(shí),無(wú)障礙物時(shí)兩點(diǎn)之間有效通信距離為50m左右,室內(nèi)通信有墻阻隔,傳輸15m左右的距離,通信很穩(wěn)定。完全能滿足室內(nèi)餐飲中點(diǎn)菜需求,當(dāng)用路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),若傳輸距離增加,性能不是很穩(wěn)定,需要改進(jìn)。本系統(tǒng)有二大優(yōu)勢(shì):一是功耗小,兩節(jié)5號(hào)電池可以維持系統(tǒng)工作6個(gè)月以上,二是系統(tǒng)所用的器件價(jià)格低廉。上述優(yōu)勢(shì)使本系統(tǒng)在同類產(chǎn)品中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
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