進度回報

目前進度

1.成功傳送sensor資訊 (50%)

目前成功傳送ZigBee的內建sensor資訊，並成功修改部分程式使其可發送字元，溼度感測器如何接上ZigBee乃是目前主要研究方向

2.接收端可讀取並顯示sensor資訊 (80%)

接收端已可以show出sensor所傳回的資料，但系統尚未完整化

嘗試方向

1.DIO pin 已測試過其中幾隻接腳可用來取代控制LED1、LED2 的 switch，小組的想法為將sensor接至DIO pin做switch的功能

2.在發送端嘗試撰寫LED亮滅的顯示狀態指令，接收端則顯示LED資訊值，當sensor有所反應則對LED做亮或滅，顯示端也可藉由LED亮或滅的狀態來判別sensor的讀取狀況

目前測試狀況

接收端目前僅能顯示出內建sensor的溫度以及濕度，想法為先嘗試寫出光感sensor傳送指令，使其也能於接收端顯示，藉此研究學習接收以及發送端的指令，此部分成功下一步則寫顯示LED狀態的指令，目前在撰寫指令的部分稍稍遇到瓶頸，仍在努力中。

ZigBee之概要原理-4

ZigBee有個低費用的好處，因為它的晶片價格不會很昂貴，晶片價格主要成本在MCU(微控制器)和Radio(無線電)，一個晶片大概3～5美元，都是接2A或3A電池，有人預估約3～5年後價格大概會在1美元左右。

與其說ZigBee低費用不如說是Cost-effective(有成本效益的)，為什麼會這樣說呢？原因如下︰

1.在802.15.4和ZigBee方面有認證機構和專業技術
一些公司提供簡單和相關的低花費的政府RF認證。


2.核心技術不會有專利侵權的問題


3.只需要低花費的開發環境
所有元件大概花＄1500美元左右就可以得到，包含ZigBee的編譯、堆疊、板子和所有軟體與文件。


4.ZigBee專業技術可提供諮詢或客製化
可以省下很多研究時間，一個企劃中開發者的時間是最大的花費，省下這些時間也可省下很多的花費。


5.在應用profile方面有現成的供應商互通性
ZigBee聯盟定義了Application Profile，這些Profile 描述ZigBee設備的共通性。

參考資料︰Drew Gislason著的ZigBee Wireless Networking

這項優點好處在於我們只要修改應用層的範圍就可做各種應用，不需從頭開始研發。

Source Code 分析筆記-6 修改程式

我們接下來試的是Zigbee-Wireless-Sensor-Network 的應用範例來更改程式，這個程式的目的是修改Voltage讀取的訊息，利用終端機連接Router來輸入字元，並透過無線的方式將字元轉換成ASCII code傳給Coordinator並顯示再另外一台電腦的終端機上。


先修改終端機的設定，在終端機能夠輸入字元



接著在終端機上打入字元
EX:順序是1、a、2、b
*此程式會在周期時間內會自動讀取最後一個字元




可以看見終端機上的Voltage 由0開始變化
當輸入的值會轉換成ASCII code 顯示
圖上的Voltage變化的順序是依照前一張圖輸入值的順序做改變
當無輸入值的時候，之後的Voltage會顯示Router最後一次輸入的值



此圖為字元與ASCII的轉換的關係
我們可以看圖來證明此結果為真


完成此程式的修改代碼後，對於我們是一大幫助，接下來我們將嘗試更多的修改

期望順利的讀取外接的感測器。　　加油~!

ZigBee之概要原理-3

既然要了解ZigBee當然要知道它的優點好處是什麼，ZigBee的優點有很多，低耗電、低費用、高安全性、可靠性高、相互相容性等等，這篇針對ZigBee的Reliable(可靠性)作介紹。

關於ZigBee的"Reliable(可靠性)"︰

1.採用CSMA/CA方式

CSMA = Carries Sense Multiple Access，CA = Collision Avoidance，中文意思是載波偵測多重存取，在發送信號時先確認傳輸路徑的狀態，如果傳輸路徑空閒則開始發送信號，不空閒的話則必須隨機等待一定時間，這樣是為了避免一起發送多個位元組時發生資料的衝突。舉例來說就像是conversation一樣，等別人把話說完後自己在說話。

2.每個封包都會重複傳送三次，如果傳送4次後還是失敗的話，ZigBee會通知傳送節點讓部份可以傳送到。

3.在網狀網路中會自動搜尋路徑，這項則用圖示來說明。

在這張圖中，傳送訊號要從1傳到2，在由2傳到3，但如果有障礙物遮蔽在1和2之間時，雖然訊號無法從1傳到2，但會自動搜尋鄰近的節點如下圖︰

節點1繞過障礙物搜尋到節點4後，在由節點4傳送到節點5，最後在傳送到節點3。

ZigBeee的這項功能的好處在於架構的網路系統當中，其中一節點的損壞(電力不足or元件損壞)不會導致整個系統癱瘓，讓訊息的傳送能夠維持不至於中斷。

Source Code 分析筆記-5

繼測試 ZigBee Home Sensor Demonstration 範例之後，我們接下來試的是Zigbee-Wireless-Sensor-Network 的應用範例，這個範例主要是在利用無線網路的應用部份

（關於此範例請參閱JN-AP-1015-Zigbee-Wireless-Sensor-Network 1v7.zip）


這個範例程式 Coordinator 並沒有寫 LCD螢幕的部份，所以將燒入Coodinator的晶片插到主版中，LCD螢幕並不會有任何的顯示情況產生，另外將燒入Coodinator 的晶片插在子版當中在ZigBee網路中它一樣能建立起 Coordinator 的位置，說明文件裡頭有提到可利用HyperTerminal來讀取Coordinator接收的值，於是我們開啟了Windows內建的超級終端機來使用，將Comport接在Coordinator 的版子上並將參數如圖設置



實際連線時，如圖可以看到收到的data格式呈現成這樣
Address（Router ID） = 0x143e
Humidity（濕度） = 51
Temperature （溫度）= 28
Voltage（電壓） = 2635(mV)

測試時有兩塊Router（0x143e、0x1）

為了測試是否資料是否是立即傳輸的狀態，我們簡單的對溼度感測器呼了一口氣，使其溼度能短時提昇 ，其溼度的data立即產生變化

專題的目標是要將感測的數據傳回至電腦端顯示，這個測試的範例離我們想要的很接近，往後方向可能將參考其寫法並做修改以及測試

ZigBee之概要原理-2

這部份是要介紹IEEE的部份，大家一定都聽過這個名稱，但後面的802.15.......可能不了解其意思，所以希望能給大家了解 IEEE是什麼。

IEEE(Institute of Electrical&Electronics Engineers)，中文意思是電氣與電子工程師協會，提案無線LAN的IEEE 802.11 工作組的標準化活動取得了成功，並受到高度評價，之後便設立了802.15的工作組，從而進行無線PAN的標準
化活動。

IEEE的近距離無線標準化：

1.IEEE 802.15.1︰1Mbps左右的中傳輸速度的PAN技術。

2.IEEE 802.15.2︰Bluetooth和無線LAN共存(在同一場所互不影響地同時使用)的技術事項的研討。

3.IEEE 802.15.3︰高傳輸速度PAN的WiMedia的規格。主要以動畫、聲音等多媒體信號為目標的規範。但是沒有產品化的實效。

4.IEEE 802.15.4︰低傳輸速度的PAN規格。主要以無線感測網路為物件的規範。

5.IEEE 802.15.1a︰提出IEEE 802.15.1的Bluetooth 1.1的改善方案。

6.IEEE 802.15.3a︰提出UWB(Ultra Wide Band)的標準化方案。UWB原本是從美軍事用的雷達技術發展起來的技術，是以低耗電就能進行工作的通信方式。有望成為可以利用USB介面的無線通信。

7.IEEE 802.15.4a︰和以往的IEEE 802.15.4 的實體層完全不同，新的無線感測網路的實體層作為3.1～10.6 GHz頻寬的UWB和2.4 GHz頻率的新調變方式CSS(Chrip Spread Spectrum)被提案。UWB調變方式支援如雷達精準度為1米的位置偵測功能。同樣是採用UWB，但與IEEE 802.15.3a有很大的區別。IEEE 802.15.3a以近距離範圍的高速網路為目標，而IEEE 802.15.4a是以遠距離的低速網路為目標的規範。

8.IEEE 802.15.4b︰相對於以往的IEEE 802.15.4 規格，提出將信標的中繼功能等模糊的部份明確化，新增能在日本中國以及歐洲得以開放的900MHz頻率頻寬的頻道。

9.IEEE 802.15.5︰提出網狀網路所必需的實體層和媒體層相關議案。

*ZigBee是屬於802.15.4

*註解:PAN(Personal Area Network) LAN(Local Area Network)
資料參考自"ZigBee開發手冊 鄭立 著"

ZigBee之概要原理

ZigBee組的分工裡頭我是負責弄清楚ZigBee的通訊原理以及與其它通訊產品比較的優缺點，為了幫助小組的研究我決定從基礎的構造研究起，對ZigBee越熟悉相信對我們的專題更有幫助。

由國際標準化機構(ISO)提案的網路模式結構中，將網路的功能分成七層，分別是實體層、資料連結層、網路層、傳輸層、通話層、表示層、應用層，但這七層是以有線電纜的模式為主，後來開發的實際網路中很多都沒有將這七層全部進行設置，IEEE 802.15.4課題組和zigbee聯盟統合以往的第4層到第7層且定義為應用層，成為以下4層的結構︰



1.實體層(PHY)︰決定無線通訊所需的相關物理性載體。ex︰頻率、頻道、調變方式、基本通信框的構成等。

2.媒體層(MAC)︰資訊應被準確傳輸。ex︰因在電波干擾等原因導致通信發生錯誤的場合，具有檢測錯誤、修改錯誤、再次發送請求的功能。

3.網路層(NWK)︰網路管理、路由管理、網路內的資訊傳輸。

4-1.應用支援子層︰包含在應用層內，確定應用程式之間的邏輯性的通信路徑，應用程式間的資料交換，應用程式間資訊的送達確認以及再次發送請求
4-2.應用層︰使用者的通信應用。