第5期 李鸿，等：RFID技术与ZigBee网络融合的幼儿安全管理系统 ·469. 开始 设备初始化 协调器选择信道，建立网络，进入网络监听状态 是否成功入网 读写器扫描发现网络并发送入网请求 Y 接收上位机指令 判断读写操作指令 读 写 读卡器向标签 读卡器向标签 发出寻卡命令 发出寻卡命令 是否有标签响应 是否有标签响应 Y Y 标签传送UID 发送写数据指令 读卡器启动防碰撞循环 读取UD并生成数据帧 标签接收、解调确认正确指令的数据 t 数据顿通过ZigBee 树络发送给上位机 上位机判断标签是否合法 将标签数据丢弃 将标签数据保 存在数据库中 结束 图7系统主程序流程 Fig.7 Flow chart of system main program 3.2 ZigBee网络的组建及无线通信设计 ZigBee网络采用网状网络拓扑结构，实现自组 3.2.1 ZigBee网络的组建 网、路由转发、节点入网和数据收发功能.首先将 ZigBee网络节点上的嵌入式软件采用T公司 系统中的网关、读写器和有源电子标签等设备分别 的Z-stack协议栈，并在其应用层上开发程序，完成 按类型配置为协调器节点、路由节点和终端节点，并 网络的建立及路由或标签的入网，建立通信链路，如 启动这些设备.启动成功后，设备根据自身的类型去 图8所示。 实现各自的功能协调器节点进行信道扫描，判断是 开始 启动ZigBee网络 否存在现有的网络，如果存在的话就选择现有协调 器节点发送入网请求，如果不存在网络，协调器在信 Z-stack协议栈初始化 打开全局中断 道扫描成功后会排列信道，并选择出最优通道，确定 网络D,建立网络).网络建立以后，路由器节点和 建立Coordinator 进入无线监听状态 终端节点扫描指定好的通道，发现指定D的网络， 协调器节点接受人网请求接受请求后，协调器节点 设置网络PAN ID 允许ZigBee 子节点加入网络 检验是否有空闲的短地址，如果有空闲的短地址就 设置Coordinator地址 会给入网节点发送入网响应，并分配地址给要求入 开始数据传输 网的路由器节点和终端节点，网络建立和允许子结 点加入成功]网络中路由节点的功能是中继和转 选择射频通道 结束) 发信息，扩大网络覆盖范围，维护网络正常通信，终 图8建立网络流程 端节点加入网络成功后进入休眠，工作时将数据发 Fig.8 Flow chart of creating a network by coordinator 送给路由器节点.图 ７ 系统主程序流程 Ｆｉｇ.７ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｍａｉｎ ｐｒｏｇｒａｍ ３.２ ＺｉｇＢｅｅ 网络的组建及无线通信设计 ３.２.１ ＺｉｇＢｅｅ 网络的组建 ＺｉｇＢｅｅ 网络节点上的嵌入式软件采用 ＩＴ 公司 的 Ｚ－ｓｔａｃｋ 协议栈ꎬ并在其应用层上开发程序ꎬ完成 网络的建立及路由或标签的入网ꎬ建立通信链路ꎬ如 图 ８ 所示. 图 ８ 建立网络流程 Ｆｉｇ.８ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｃｒｅａｔｉｎｇ ａ ｎｅｔｗｏｒｋ ｂｙ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ ＺｉｇＢｅｅ 网络采用网状网络拓扑结构ꎬ实现自组 网、路由转发、节点入网和数据收发功能[１０] .首先将 系统中的网关、读写器和有源电子标签等设备分别 按类型配置为协调器节点、路由节点和终端节点ꎬ并 启动这些设备.启动成功后ꎬ设备根据自身的类型去 实现各自的功能.协调器节点进行信道扫描ꎬ判断是 否存在现有的网络ꎬ如果存在的话就选择现有协调 器节点发送入网请求ꎬ如果不存在网络ꎬ协调器在信 道扫描成功后会排列信道ꎬ并选择出最优通道ꎬ确定 网络 ＩＤꎬ建立网络[１１] .网络建立以后ꎬ路由器节点和 终端节点扫描指定好的通道ꎬ发现指定 ＩＤ 的网络ꎬ 协调器节点接受入网请求.接受请求后ꎬ协调器节点 检验是否有空闲的短地址ꎬ如果有空闲的短地址就 会给入网节点发送入网响应ꎬ并分配地址给要求入 网的路由器节点和终端节点ꎬ网络建立和允许子结 点加入成功[１２] .网络中路由节点的功能是中继和转 发信息ꎬ扩大网络覆盖范围ꎬ维护网络正常通信ꎬ终 端节点加入网络成功后进入休眠ꎬ工作时将数据发 送给路由器节点. 第 ５ 期 李鸿ꎬ等:ＲＦＩＤ 技术与 ＺｉｇＢｅｅ 网络融合的幼儿安全管理系统 􀅰４６９􀅰