專利名稱：：基于Zigbee的雙通道無線傳感終端的組網(wǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種通用的雙通道無線傳感終端的設(shè)計(jì)與雙覆蓋組網(wǎng)方法，尤其可應(yīng)用在對可靠性有較高要求的無線數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
：查新，現(xiàn)有基于Zigbee的發(fā)明專利23項(xiàng)，實(shí)用新型10項(xiàng)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過查新表明Zigbee作為一種低速率、低功耗無線解決方案，有著廣泛的應(yīng)用前景。以上專利開發(fā)中，大部分是針對具體應(yīng)用目標(biāo)的開發(fā)，有三款(其中兩款是通訊模塊設(shè)計(jì))是通用平臺開發(fā)。但是，以上所有開發(fā)中均沒有考慮到同時(shí)采用雙信道，進(jìn)行備份冗余而獲得無線傳輸?shù)母呖煽啃?。而本發(fā)明專利，就是針對目前市場上特有系統(tǒng)對高可靠性的要求而設(shè)計(jì)的。本發(fā)明具有通用性，也能依照需求比較簡單地移植、擴(kuò)展到上述其它專利所描述的應(yīng)用系統(tǒng)中。本發(fā)明涉及Zigbee無線通信協(xié)議。Zigbee協(xié)議建立在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之上，IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層和MAC子層，Zigbee標(biāo)準(zhǔn)在這個(gè)基礎(chǔ)之上擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層框架，如附圖10所示。Zigbee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)確定了Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的三種設(shè)備Zigbee協(xié)調(diào)器、Zigbee路由器和Zigbee終端設(shè)備。值得注意的是，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中都必須包括一臺Zigbee協(xié)調(diào)器，在本發(fā)明中，由匯聚節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)調(diào)器的功能。另外重要的一點(diǎn)是Zigbee免協(xié)議專利費(fèi)。隨著無線通信的整體發(fā)展，無線通訊機(jī)制被越來越多地應(yīng)用于智能家居、工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控和醫(yī)療醫(yī)護(hù)監(jiān)控的場合。而對于一些特殊的場合，如文物保護(hù)范圍內(nèi)的古建筑、和待測體為運(yùn)動著的設(shè)備，便更加凸顯采用無線的通訊方式進(jìn)行檢測和監(jiān)控的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢具有有線方式難以達(dá)到目標(biāo)的不可替代性。本發(fā)明最初便是為了解決一工業(yè)現(xiàn)場半自動磨機(jī)的相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測而設(shè)計(jì)的，磨機(jī)的主體旋轉(zhuǎn)，而傳感器必須布置在旋轉(zhuǎn)的主體上。因而，最有效的辦法便是將傳感器連接于無線終端節(jié)點(diǎn)上，所采集的數(shù)據(jù)通過無線的方式收集到匯聚節(jié)點(diǎn)中，最后由匯聚節(jié)點(diǎn)送往服務(wù)中心(PC機(jī)上)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和人機(jī)交互。另外一方面，工業(yè)現(xiàn)場中的磨機(jī)周圍均是鋼鐵結(jié)構(gòu)，對無線信號的傳輸有比較大的影響(如衰減和吸收)。因而，為提高無線鏈路傳輸?shù)目煽啃?，并結(jié)合Zigbee信道使用的特征，提出了采用雙信道、網(wǎng)絡(luò)雙覆蓋的解決方案。該解決方案具有很好的可移植特性，能夠很方便地應(yīng)用于醫(yī)療醫(yī)護(hù)監(jiān)控等場合。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有高可靠性的基于Zigbee的通用雙通道無線傳感終端的組網(wǎng)方法。發(fā)明的核心思路是采用雙信道機(jī)制以提高無線通訊鏈路的可靠性，滿足對可靠性有特定需求的應(yīng)用。Zigbee在2.4GHz頻段上有16個(gè)信道，常規(guī)的應(yīng)用中，都只使用這16個(gè)信道中的一個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在只使用一個(gè)信道的時(shí)候，采集數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)和全網(wǎng)覆蓋均是單一的情況，因而比較容易由于單數(shù)據(jù)鏈路的失效而使得數(shù)據(jù)傳輸失敗。所以，本發(fā)明的思路是，采用雙信道機(jī)制，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立組網(wǎng)以及通訊的并行工作，以提供可靠的無線傳輸機(jī)制，進(jìn)而達(dá)到提高系統(tǒng)整體可靠性的目標(biāo)。本發(fā)明的特征在于，所述方法依次含有以下步驟步驟(1)構(gòu)建雙通道無線傳感終端節(jié)點(diǎn)在所述傳感器所在的空間區(qū)域，有一個(gè)所述終端節(jié)點(diǎn)通過接口板與傳感器與所述傳感器互連，所述終端節(jié)點(diǎn)含有第一模塊①和第二模塊②，其中第一模塊①由第一天線、第一射頻匹配電路、第一CC2430芯片、第一接插口依次互連而成，所述第一接插口與所述接口板互連，第二模塊②由第二天線、第二射頻匹配電路、第二CC2430芯片依次互連而成'所述CC2430芯片在單芯片結(jié)構(gòu)上集成了符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz的射頻收發(fā)器以及8051微控制器，在所述微控制器內(nèi)含有Zigbee無線通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Zigbee終端設(shè)備的組網(wǎng)傳輸，模塊間的數(shù)據(jù)交互軟件，實(shí)現(xiàn)所述第一模塊①和第二模塊②的握手和數(shù)據(jù)交互，接口驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)對所述傳感器的控制，所述第一芯片CC2430和第二芯片CC2430通過I/O口互連，所述第一芯片CC2430的閃爍存儲器內(nèi)的8字節(jié)MAC地址中的前兩字節(jié)為全1,而所述第二芯片CC2430的閃爍存儲器內(nèi)的8字節(jié)MAC地址中的前兩個(gè)字節(jié)為全0，所述第一模塊①和第二模塊②分別工作在Zigbee2.4GHz2.483GHz的兩個(gè)不同信道(a)和(b)上，形成兩層獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；步驟(2)利用所述傳感終端節(jié)點(diǎn)基于Zigbee構(gòu)建雙通道無線傳感網(wǎng)絡(luò)所述基于Zigbee的雙通道無線傳感網(wǎng)絡(luò)由匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和所述雙通道無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，其中所述路由節(jié)點(diǎn)是一個(gè)Zigbee路由器，含有所述的第一模塊①，但缺省了接插口，還會有所述的第二模塊②，在所述的芯片CC2430的微處理器中設(shè)有所述的Zigbee無線通訊協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)Zigbee路由器的組網(wǎng)傳輸，所述路由節(jié)點(diǎn)的第一模塊第二模塊所用的芯片CC2430中的射頻收發(fā)器分別與所述終端節(jié)點(diǎn)的第一模塊①、第二模塊②中的第一射頻匹配電路、第二射頻匹配電路實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)，所述匯聚節(jié)點(diǎn)是一個(gè)Zigbee協(xié)調(diào)器，含有第一模塊①，與所述終端節(jié)點(diǎn)的第一模塊①相同，所述匯聚節(jié)點(diǎn)的第二模塊②，由所述終端節(jié)點(diǎn)中的第二模塊②再互連一個(gè)第二接插口構(gòu)成，在所述匯聚節(jié)點(diǎn)的第一、第二CC2430的微處理器中設(shè)有Zigbee無線通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)傳輸功能，與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)分別經(jīng)第一接插口、第一串口電平轉(zhuǎn)換電路，以及經(jīng)第二接插口、第二串口電平轉(zhuǎn)換電路與所述的上位機(jī)通訊，在所述的匯聚節(jié)點(diǎn)與所述的上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊模塊中，又定義了所述匯聚節(jié)點(diǎn)與所述上位機(jī)的通訊協(xié)議，所述匯聚節(jié)點(diǎn)中，第一模塊①以及第二模塊②分別通過自己的射頻匹配電路與所述的路由節(jié)點(diǎn)中第一模塊①、第二模塊②實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)；步驟(3)按以下步驟實(shí)現(xiàn)所述匯聚節(jié)點(diǎn)與傳感器之間的網(wǎng)絡(luò)通訊-對于檢測信息的交互，依次含有以下步驟所述終端節(jié)點(diǎn)的第一模塊①驅(qū)動所述傳感器檢測設(shè)備或環(huán)境的狀態(tài)信息，所述第一模塊把檢測到的狀態(tài)信息首先傳送給第二模塊②，隨后，該第一模塊①再把該狀態(tài)信息按照所述的Zigbee協(xié)議棧形式進(jìn)行幀封裝，再置于所述信道(a)的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，所述第二模塊②也把從所述模塊一①獲得的狀態(tài)信息同樣進(jìn)行幀封裝后送到基于信道(b)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸；對于控制信息的交互，依次有以下步驟當(dāng)所述終端節(jié)點(diǎn)上的第二模塊②從基于所述信道(b)的網(wǎng)絡(luò)接收相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)之后先進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，然后把解析到的原始控制信息數(shù)據(jù)發(fā)送給第一模塊①。本發(fā)明具有高可靠性、低功耗的有點(diǎn)。圖l.單信道模式的檢測與控制示意圖2.雙覆蓋邏輯示意圖3.匯聚節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)以及信號連接示意圖4.路由節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)與信號連接示意圖；圖5.終端節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)以及信號連接示意圖圖6.檢測信息流向系統(tǒng)層面的表示；圖7.檢測信息的具體流程邏輯；圖8.控制信息流向系統(tǒng)層面的表示；圖9.控制信息的具體流程邏輯；圖10.Zigbee協(xié)議棧示意圖11.模塊①(或者模塊②)的硬件原設(shè)計(jì)a硬件設(shè)計(jì)的組成部分，b射頻匹配電路，c接插口電路，d串口電平轉(zhuǎn)換電路；圖12.模塊①與模塊②的交互電路硬件連接圖13.匯聚節(jié)點(diǎn)工作流程示意圖圖14.終端節(jié)點(diǎn)模塊①工作流程圖15.終端節(jié)點(diǎn)模塊②工作流程圖16.交互模塊接收方中斷處理程序(發(fā)生條件P1.0被發(fā)送方拉低)；圖17.交互模塊發(fā)送方處理邏輯。具體實(shí)現(xiàn)方式首先，要將生產(chǎn)出來的雙信道節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通過針對CC2430的閃存燒寫器(FlashProgrammer)進(jìn)行MAC地址的標(biāo)識。我們?yōu)榱藚^(qū)分個(gè)結(jié)點(diǎn)模塊①或模塊②的不同，統(tǒng)一將各個(gè)節(jié)點(diǎn)模塊①的8字節(jié)MAC地址中的前兩字節(jié)置為全1，而模塊②對應(yīng)的8字節(jié)MAC地址的前兩字節(jié)統(tǒng)一置為全0。然后對匯聚節(jié)點(diǎn)下載"匯聚節(jié)點(diǎn)"對應(yīng)的軟件模塊，并按照后述硬件連接方式將其與上位機(jī)(PC機(jī))連接好。隨后，按照樹狀拓?fù)洳渴鹇酚晒?jié)點(diǎn)(下載相應(yīng)的路由節(jié)點(diǎn)的軟件模塊)。接著對連接傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)燒寫"終端節(jié)點(diǎn)"對應(yīng)的軟件模塊，并將其布置在待監(jiān)控的設(shè)備或環(huán)境中。值得注意的是，對于終端節(jié)點(diǎn)，其模塊①和模塊②需要下載不同的軟件模塊。最后，通過人機(jī)接口對網(wǎng)絡(luò)的一些參素(如終端節(jié)點(diǎn)的休眠間隔等)進(jìn)行配置，部署妥當(dāng)后上電，系統(tǒng)便在雙信道機(jī)制下通過雙網(wǎng)覆蓋運(yùn)行起來了。整個(gè)系統(tǒng)只配置終端節(jié)點(diǎn)周期性地采集數(shù)據(jù)，運(yùn)作為典型的監(jiān)測系統(tǒng)，也可以在上位機(jī)信息融合模塊與人機(jī)接口間添加控制策略，使系統(tǒng)工作在監(jiān)控的運(yùn)行模式。本發(fā)明的設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面，自底向上依次為雙信道節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)，雙信道組網(wǎng)機(jī)制及其各軟件模塊的設(shè)計(jì)，以及上位機(jī)雙網(wǎng)信息融合機(jī)制和人機(jī)接口。雙信道節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)本發(fā)明的硬件基于Chipcon公司(現(xiàn)為TI公司)生產(chǎn)的首款符合Zigbee技術(shù)的2.4GHz射頻系統(tǒng)芯片。其典型特征是集微控制器和射頻收發(fā)器于一身在單芯片結(jié)構(gòu)上集成了符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz的射頻收發(fā)器以及高性能低功耗的8051微控制器核。CC2430典型的功耗參素為在接收和發(fā)射模式下的電流損耗分別為27mA和25mA，休眠模式下為依不同的休眠級別分別為0.9yA(可用RTC或外部中斷喚醒)和0.6uA(必須為外部中斷喚醒)的電流損耗。本發(fā)明需要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一節(jié)點(diǎn)上兩路無線傳輸，所以每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含有兩片CC2430(以下稱為模塊①和模塊②)。區(qū)別于常規(guī)的無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，本發(fā)明的無線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)模塊①和模塊②之間的硬件連接(在邏輯上，匯聚節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)模塊都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互)。實(shí)際上，匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的硬件原理圖(Schematic)和印制板電路(PCBLayout)都是一樣的，但從使用的情況來看，其邏輯上有各自的區(qū)別。匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的邏輯框圖分別如附圖3、4、5所示。其中，大黑線框表示節(jié)點(diǎn)的整體接口，大黑線框外用虛線表示的部分表示有待連接的外部模塊，大黑線框內(nèi)的虛線所示部分表示在該種節(jié)點(diǎn)使用模式下，不需要使用或焊接。例如，模塊間的信號交互由兩片CC2430見的箭頭表示，當(dāng)同一節(jié)點(diǎn)硬件當(dāng)作路由節(jié)點(diǎn)使用時(shí)，這個(gè)交互信號不需要使用，在邏輯框圖上用虛線表示。同樣的硬件節(jié)點(diǎn)均可當(dāng)作匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)或終端節(jié)點(diǎn)來使用，具體情況由下載的軟件固件決定。進(jìn)行具體的硬件設(shè)計(jì)時(shí)，模塊①和模塊②的原理圖和印制板電路也是一樣的，詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙如附圖ll所示。其中，L321、L331、L341、C341以及天線接口Antenna對應(yīng)了附圖3、4和5邏輯框圖中的"射頻匹配電路"；Head24及其相應(yīng)的設(shè)計(jì)對應(yīng)附圖3、4、和5邏輯框圖中的"接插口"。終端節(jié)點(diǎn)的模塊間通訊接口硬件設(shè)計(jì)在檢測和控制信息的傳輸過程中，終端節(jié)點(diǎn)必須對雙信道數(shù)據(jù)鏈路所得到的信息進(jìn)行綜合處理。這個(gè)處理就依靠終端節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)交互模塊來完成。在此討論此模塊的硬件連接，具體通訊方式的軟件邏輯在節(jié)點(diǎn)軟件模塊化設(shè)計(jì)一節(jié)介紹。模塊①和模塊②之間的接口亦通過CC2430的通用IO口相連接，具體為模塊①的整個(gè)P0口與模塊②的整個(gè)P0口之間通過10KQ電阻相連接，此連接作為數(shù)據(jù)線，交互時(shí)正好每次交互一個(gè)字節(jié)(8位，bit);控制信號線兩根其一為模塊①和模塊②的P1.l腳(即CC2430第8腳)經(jīng)一個(gè)10KQ的電阻相連，其二為模塊①和模塊②的P1.0(即CC2430第9腳)經(jīng)一10KQ電阻相連，此兩根連接線作為兩模塊的握手控制信號線。具體連接如附圖12所示。此設(shè)計(jì)對于非終端節(jié)點(diǎn)(如匯聚節(jié)點(diǎn)或路由節(jié)點(diǎn))，可以直接不焊接電阻，讓模塊①和模塊②間的連接處于斷路狀態(tài)，有利于應(yīng)用時(shí)盡可能地減少漏電流。匯聚節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)的通訊的硬件連接本發(fā)明中匯聚節(jié)點(diǎn)的模塊①和模塊②與上位機(jī)經(jīng)由串口進(jìn)行通訊。具體的設(shè)計(jì)如附圖11中的Max3232及其周圍的設(shè)計(jì)所示。其中，P02、P03分別對應(yīng)著CC2430的13和14引腳，兩者分別與Max232的12和11引腳相連。Max232的輸出腳13、14腳加上地線便可以與DB9插口相連，然后可直接連至計(jì)算機(jī)的串口(COM口)。Max232所示部分的設(shè)計(jì)對應(yīng)于附圖3匯聚節(jié)點(diǎn)中的"串口電平轉(zhuǎn)換"。實(shí)際上，我們在進(jìn)行匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，將電平轉(zhuǎn)換芯片Max232與節(jié)點(diǎn)的雙CC2430模塊設(shè)計(jì)在了一起。雙信道無線組網(wǎng)>節(jié)點(diǎn)信道的選取區(qū)別于附圖1所示的傳統(tǒng)組網(wǎng)方式，本發(fā)明基于上述雙信道節(jié)點(diǎn)，利用雙信道機(jī)制進(jìn)行同一空間區(qū)域的雙信道組網(wǎng)。Zigbee在2.4GHz至2,483GHz頻段具有16個(gè)獨(dú)立的信道。16個(gè)信道的編號為11至26，每個(gè)信道的中心頻率由如下公式進(jìn)行計(jì)算獲得。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>依照此中心頻率設(shè)置CC2430的寄存器FSCTRLH以及FSCTRLL即可使得節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)模塊(模塊①或者模塊②)在t對應(yīng)的信道上工作。>無線雙信道組網(wǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)工作在獨(dú)立的兩個(gè)信道上，如附圖2所示。我們從16個(gè)信道中任取兩個(gè)信道a和b，將所有節(jié)點(diǎn)的模塊①設(shè)置為工作在a信道上，將所有節(jié)點(diǎn)的模塊②設(shè)置為工作在信道b上。由此，如途中虛線和實(shí)線分別表達(dá)的部分，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在邏輯上便對同一區(qū)域形成了兩層獨(dú)立的覆蓋。由虛線和實(shí)線區(qū)域中N所標(biāo)識的節(jié)點(diǎn)周圍的連接情況可以明顯看出，基于信道a和信道b的網(wǎng)絡(luò)是分別獨(dú)立地工作在不同的組網(wǎng)拓?fù)湎碌?雖然同為樹狀拓?fù)?。因此，對應(yīng)的檢測和控制信息的流向也將是途經(jīng)獨(dú)立的路由路徑到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)的。>網(wǎng)絡(luò)信號連接整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以用于檢測和控制兩種工作狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)路處于檢測狀態(tài)時(shí)，其信號的流向如附圖6所示終端節(jié)點(diǎn)收集傳感器檢測到的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)由路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)上傳至上位機(jī)。其具體的硬件連接邏輯如附圖7所示，信號的傳輸步驟為(1)終端節(jié)點(diǎn)模塊①周期性地(或者按照上位機(jī)人機(jī)接口接到的檢測命令)驅(qū)動接口板和傳感器檢測設(shè)備或環(huán)境(依應(yīng)用而定)狀態(tài)信息(2)終端節(jié)點(diǎn)模塊①采集到數(shù)據(jù)后，首先將所采集到的數(shù)據(jù)通過模塊間的交互接口傳給模塊②，隨后按照一定的格式對對采集的數(shù)據(jù)打包，打包后將數(shù)據(jù)通過基于信道a的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。同時(shí)，模塊②收到模塊①的數(shù)據(jù)后，也按照模塊②的相關(guān)信息進(jìn)行打包并通過基于信道b的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸；(3)封裝好的數(shù)據(jù)分別在基于信道a和信道b的網(wǎng)絡(luò)上傳輸，最終分別到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)的模塊①和模塊②；(4)匯聚節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)包后，分別通過各自的串口上傳到上位機(jī)；(5)上位機(jī)監(jiān)聽串口，當(dāng)串口收到數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)包按照既定的格式進(jìn)行解析，然后對雙冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合處理和判斷，最后將處理結(jié)果顯示到人機(jī)交互接口上。判斷出一場狀態(tài)時(shí)，報(bào)警。當(dāng)網(wǎng)路處于傳輸控制信息的狀態(tài)時(shí)，其系統(tǒng)層面的信號流向如附圖8所示上位機(jī)上的人機(jī)接口接受控制命令，然后將數(shù)據(jù)經(jīng)由匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)傳達(dá)至終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。依次達(dá)到控制效果。具體的硬件連接邏輯如圖9所示，信號的傳輸步驟為(1)上位機(jī)接收控制命令，按既定格式打包后分別由串口發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)的模塊①和模塊②(2)匯聚節(jié)點(diǎn)的模塊①和模塊②將控制信息包按照協(xié)議的需求打包后，分別置于信道a和信道b所組成的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸；(3)控制信息包通過尋址到達(dá)某一終端節(jié)點(diǎn)模塊②后，模塊②將數(shù)據(jù)及時(shí)地傳輸給模塊①。而終端節(jié)點(diǎn)的模塊①收到數(shù)據(jù)包后，會結(jié)合模塊②所傳來的命令信息采用設(shè)定的融合機(jī)制決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。值得注意的是，如果模塊①先收到控制信息包，它將等待同節(jié)點(diǎn)上的模塊②傳來具有同樣控制命令的數(shù)據(jù)包；(4)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)出數(shù)字命令，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。第(3)點(diǎn)中對于接收控制信息包只作了一種意外情況的簡要說明，其它情況的考慮在終端節(jié)點(diǎn)軟件模塊的設(shè)計(jì)部分詳細(xì)描述。>匯聚節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的工作流程匯聚節(jié)點(diǎn)上模塊①和模塊②的工作流程是相同的，詳見附圖13。終端節(jié)點(diǎn)上模塊①和模塊②的工作流程不完全相同，分別如附圖14和附圖15所示。工作流程中包含的模塊①向模塊②發(fā)送數(shù)據(jù)以及模塊②向模塊①發(fā)送數(shù)據(jù)的交互過程在后續(xù)"模塊間的數(shù)據(jù)交互軟件"設(shè)計(jì)一節(jié)詳細(xì)闡述。>各類節(jié)點(diǎn)的軟件模塊化設(shè)計(jì)匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)以及終端節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)不同的功能，依據(jù)其不同的功能劃分具有不同的軟件設(shè)計(jì)需求。我們采用模塊化的設(shè)計(jì)，盡量重用相應(yīng)的軟件模塊。各類節(jié)點(diǎn)的軟件模塊劃分如表l所示。__<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>接口驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制表l.各類節(jié)點(diǎn)軟件模塊劃分Zigbee無線通訊協(xié)議棧在三類節(jié)點(diǎn)上的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的Zigbee無線通訊協(xié)議棧均基于德州儀器(TI)公司的開放協(xié)議棧ZStack-1.4.l進(jìn)行開發(fā)。ZStack-1.4.l已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了Zigbee協(xié)調(diào)器、路由器以及終端設(shè)備的基本功能，并且提供了樹狀拓?fù)涞慕M網(wǎng)支持。本發(fā)明將其協(xié)議對應(yīng)地移植至匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)上。并且，為支持本發(fā)明的特定功能，我們分析并基于Zstack的相關(guān)功能函數(shù)，開發(fā)了匯聚節(jié)點(diǎn)以及終端節(jié)點(diǎn)的其它軟件功能模塊。匯聚節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊模塊匯聚節(jié)點(diǎn)在硬件上與上位機(jī)通過硬件相連，在軟件上分別需要匯聚節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)的相應(yīng)軟件模塊的支持才能夠通訊。匯聚節(jié)點(diǎn)上的該模塊主要基于ZStack-1.4.l已有的對CC2430的串口收發(fā)器(UART)的抽象接口而開發(fā)的。ZStack-1.4.l中的文件Hal—uart.c和Hal—uart.h實(shí)現(xiàn)了對CC2430串口收發(fā)器的軟件抽象。其中，主要需要用到的+I關(guān)函數(shù)清單如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表2.使用到的主要串口操作函數(shù)為實(shí)現(xiàn)匯聚節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)的有效通訊，本發(fā)明基于串口的收發(fā)操作，定義了一套上位機(jī)和匯聚節(jié)點(diǎn)間通訊的協(xié)議。該協(xié)議使得檢測信息和控制信息能夠被雙方都識別，架起了了兩者間通訊的橋梁。在具體的通訊過程中，發(fā)送端需要首先按照這個(gè)既定的通訊協(xié)議中的幀格式要求進(jìn)行幀封裝，接收端接收到數(shù)據(jù)幀后，也需要按照既定的格式進(jìn)行幀解析。匯聚節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)的整個(gè)通訊協(xié)議格式的定義包括一下三個(gè)部分串口基本參數(shù)的設(shè)定包括波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)以及流控的設(shè)置；幀封裝和幀解析方案定義幀頭、幀尾和轉(zhuǎn)義字符三個(gè)控制字符。幀頭為十六進(jìn)制數(shù)0x55;幀尾為十六進(jìn)制數(shù)Oxaa,轉(zhuǎn)義字符為十六進(jìn)制數(shù)OxOb。當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容中出現(xiàn)了十六進(jìn)制數(shù)0x55，此時(shí)如果直接傳輸就可能造成接收方將其解析為"幀頭"的錯(cuò)誤，傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容中有Oxaa也可能被錯(cuò)誤地解析稱幀尾，所以在此再引入轉(zhuǎn)義字符OxOb。當(dāng)待發(fā)送的數(shù)據(jù)包中某一字節(jié)為0x55、Oxaa和OxOb的任何一個(gè)時(shí)，為了將該字節(jié)數(shù)據(jù)與控制字符區(qū)分開來，我們在此數(shù)據(jù)字節(jié)前添加轉(zhuǎn)義字符OxOb，并且將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)加l。例如，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為OxOl0x55兩個(gè)字節(jié)，那么封裝成幀即為0x550x01OxOb0x56Oxaa。其中，一字節(jié)數(shù)據(jù)0x55被轉(zhuǎn)義，以避免與控制字符混淆。解析方也依此設(shè)定進(jìn)行數(shù)據(jù)幀解析；數(shù)據(jù)包格式定義數(shù)據(jù)包格式定義如表3所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表3.數(shù)據(jù)包格式定義說明(l)傳感器數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)分別預(yù)留N和M字節(jié)；(2)校驗(yàn)和為從CMD—ID到ControlData最后一字節(jié)按字節(jié)相加后取反。終端節(jié)點(diǎn)模塊間的數(shù)據(jù)交互軟件基于前述既定的硬件設(shè)計(jì)，此小節(jié)闡述終端節(jié)點(diǎn)模塊間數(shù)據(jù)交互軟件的設(shè)計(jì)?；驹O(shè)計(jì)前提為通訊均由數(shù)據(jù)發(fā)送方發(fā)起，接收方用中斷方式響應(yīng)發(fā)送方數(shù)據(jù)的傳輸。而且，如果接收方為休眠狀態(tài)，也可由此中斷喚醒。因而在終端節(jié)點(diǎn)上的模塊①和模塊②中均需駐留相應(yīng)的發(fā)送軟件模塊和接收中斷軟件模塊，對應(yīng)分別如附圖16和附圖17所示。對應(yīng)于檢測(附圖7)和控制(附圖9)信息的傳輸，分別設(shè)計(jì)如下檢測信息的交互當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)上的模塊①驅(qū)動傳感器檢測到設(shè)備(或環(huán)境)狀態(tài)信息后，模塊①將會首先將此數(shù)據(jù)傳送給模塊②。隨后，模塊①將數(shù)據(jù)按照既定的Zigbee協(xié)議棧形式進(jìn)行封裝，封裝后置于基于對應(yīng)信道(如信道a)的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，目標(biāo)為匯聚節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，模塊②也會將從模塊①獲得的初始數(shù)據(jù)按照協(xié)議棧的要求進(jìn)行幀封裝并置于基于另一信道所組成的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。模塊①將數(shù)據(jù)傳輸給模塊②的具體過程為(1)模塊①的P1.0(CC2430第9腳)引腳通常為高電平狀態(tài)。當(dāng)模塊①需要傳檢測到的數(shù)據(jù)給模塊②時(shí)，模塊①關(guān)閉對應(yīng)P1.0的中斷，并拉低P1.0引腳的電平；(2)上述步驟后，模塊①將要傳給模塊②的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳給PO口，此時(shí)P0口各引腳的電平狀態(tài)便與該字節(jié)每一位為0或者1相對應(yīng)。模塊①拉低P1.1(CC2430第9腳)引腳的電平，說明數(shù)據(jù)已經(jīng)在PO口放好；(3)模塊②P1.O檢測到電平變低后，進(jìn)入中斷處理程序。進(jìn)入中斷程序后檢測Pl.1的電平狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)是低電平，因而確認(rèn)自己要接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好；(4)第(3)步后，模塊②將讀取P0口的狀態(tài)，由此，一個(gè)字節(jié)的傳輸結(jié)束，將讀得的一字節(jié)存儲于主程序預(yù)定義的緩沖區(qū)。中斷返回；(5)模塊①如果還有字節(jié)需要傳輸，重復(fù)步驟(1)~(4)，如完成則打開對應(yīng)Pl.O的中斷，程序繼續(xù)模塊①的工作流程。注意在此，本發(fā)明使用Oxaa作為結(jié)束標(biāo)志，所以，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)中有0xaa時(shí)，我們在其前面添加轉(zhuǎn)義字符0x0b，并將原有數(shù)據(jù)0xaa加一(也即0xab)。接收方中斷程序中要以同樣規(guī)則對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。所以，接收方每接收到一個(gè)字節(jié)都需要進(jìn)行判定，讀到預(yù)定義的結(jié)束字節(jié)時(shí)，標(biāo)記模塊②主程序中定義的"模塊①發(fā)送完畢標(biāo)志"的變量，如此，一個(gè)交互過程結(jié)束。控制信息的交互當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)上的模塊②從網(wǎng)絡(luò)接收到相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)包時(shí)，模塊②先進(jìn)行數(shù)據(jù)幀解析，之后將解析得到的原始控制信息數(shù)據(jù)發(fā)送給模塊①。傳輸?shù)倪^程與檢測信息傳輸?shù)倪^程呈鏡像關(guān)系。終端節(jié)點(diǎn)的接口驅(qū)動此部分軟件模塊需要針對不同的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來確定。在我們的實(shí)際應(yīng)用中，主要實(shí)現(xiàn)了對模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字控制，以及對連接傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的前端放大器的增益的調(diào)節(jié)。5>上位機(jī)雙網(wǎng)信息融合機(jī)制和人機(jī)接口上位機(jī)數(shù)據(jù)融合機(jī)制上位機(jī)信息融合機(jī)制主要針對(上行)檢測數(shù)據(jù)而言，主要解決怎樣使用雙信道雙路傳輸來的數(shù)據(jù)的問題。該機(jī)制可描述如下(1)監(jiān)聽兩個(gè)串口，如果模塊①和模塊②的數(shù)據(jù)均接收到了，那么拆分其數(shù)據(jù)幀后對其檢測數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較。相等則表示該次數(shù)據(jù)檢測成功，數(shù)據(jù)交由人機(jī)接口顯示和處理。如果不相等，上位機(jī)發(fā)送重檢命令，重新檢測后雙模塊的數(shù)據(jù)相等，則交由人機(jī)接口處理，如果仍然不相等，則向人機(jī)接口提交預(yù)警錯(cuò)誤信息；(2)監(jiān)聽兩個(gè)串口，只收到模塊①或模塊②中的一路檢測信息，那么暫存拆分后的檢測數(shù)據(jù)，并發(fā)送重檢命令。重檢后如果收到了兩路則進(jìn)行第(1)步的操作，如果仍只收到一路，則將當(dāng)前收到的檢測信息與上一次收到的檢測信息比較，比較相等則提交該檢測信息和相應(yīng)的正確標(biāo)志給人機(jī)接口，否則提交對應(yīng)錯(cuò)誤標(biāo)志給人機(jī)接口；(3)監(jiān)聽兩個(gè)串口，超時(shí)后仍沒有收到模塊①和模塊②的串口數(shù)據(jù)幀，此時(shí)，直接提交對應(yīng)錯(cuò)誤標(biāo)識給人機(jī)接口。相應(yīng)的正確與錯(cuò)誤類型標(biāo)識定義如表4所示。錯(cuò)誤類型標(biāo)識正確類型標(biāo)識無接收信號0xff雙模塊接收數(shù)據(jù)匹配0x01雙模塊接收數(shù)據(jù)不匹0xfe重傳后雙模塊接收數(shù)據(jù)匹0x02配配重傳后雙模塊接收不0xfd重傳后與上一時(shí)刻數(shù)據(jù)匹0x03匹配配表4.數(shù)據(jù)融合機(jī)制中的錯(cuò)誤與正確類型人機(jī)接口在本發(fā)明中，上位機(jī)的人機(jī)接口主要實(shí)現(xiàn)的功能有兩個(gè)方面一方面，響應(yīng)用戶的配置和控制信息。用戶通過操作提交相應(yīng)配置或控制命令后，上位機(jī)通過串口分發(fā)控制命令到雙信道無線網(wǎng)絡(luò)，最終將配置和控制落實(shí)到終端節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)驅(qū)動傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作；另一方面，人機(jī)接口能夠依照終端節(jié)點(diǎn)回饋的數(shù)據(jù)，將結(jié)果顯示出來，并且能夠依照融合過程中的不同類型的錯(cuò)誤予以預(yù)警?；谏鲜龌竟δ艿拿枋?，和終端節(jié)點(diǎn)所連接的傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)一樣，都需要針對特定的應(yīng)用進(jìn)行特定的配置和開發(fā)。而且，針對具體的應(yīng)用，還應(yīng)在上位機(jī)的信息融合模塊和人機(jī)接口間添加控制策略，以使得系統(tǒng)達(dá)到既監(jiān)測又控制的目的。這也體現(xiàn)了本發(fā)明的通用性。權(quán)利要求1.基于Zigbee的雙通道無線傳感終端的組網(wǎng)方法，其特征在于所述方法依次含有以下步驟步驟(1)構(gòu)建雙通道無線傳感終端節(jié)點(diǎn)在所述傳感器所在的空間區(qū)域，有一個(gè)所述終端節(jié)點(diǎn)通過接口板與所述傳感器互連，所述終端節(jié)點(diǎn)含有第一模塊①和第二模塊②，其中第一模塊①由第一天線、第一射頻匹配電路、第一CC2430芯片、第一接插口依次互連而成，所述第一接插口與所述接口板互連，第二模塊②由第二天線、第二射頻匹配電路、第二CC2430芯片依次互連而成，所述CC2430芯片在單芯片結(jié)構(gòu)上集成了符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz的射頻收發(fā)器以及8051微控制器，在所述微控制器內(nèi)含有Zigbee無線通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Zigbee終端設(shè)備的組網(wǎng)傳輸，模塊間的數(shù)據(jù)交互軟件，實(shí)現(xiàn)所述第一模塊①和第二模塊②的握手和數(shù)據(jù)交互，接口驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)對所述傳感器的控制，所述第一芯片CC2430和第二芯片CC2430通過I/O口互連，所述第一芯片CC2430的閃爍存儲器內(nèi)的8字節(jié)MAC地址中的前兩字節(jié)為全1，而所述第二芯片CC2430的閃爍存儲器內(nèi)的8字節(jié)MAC地址中的前兩個(gè)字節(jié)為全0，所述第一模塊①和第二模塊②分別工作在Zigbee2.4GHz~2.483GHz的兩個(gè)不同信道(a)和(b)上，形成兩層獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；步驟(2)利用所述傳感終端節(jié)點(diǎn)基于Zigbee構(gòu)建雙通道無線傳感網(wǎng)絡(luò)所述基于Zigbee的雙通道無線傳感網(wǎng)絡(luò)由匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和所述雙通道無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，其中所述路由節(jié)點(diǎn)是一個(gè)Zigbee路由器，含有所述的第一模塊①，但缺省了接插口，還含有所述的第二模塊②，在所述的芯片CC2430的微處理器中設(shè)有所述的Zigbee無線通訊協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)Zigbee路由器的組網(wǎng)傳輸，所述路由節(jié)點(diǎn)的第一模塊第二模塊所用的芯片CC2430中的射頻收發(fā)器分別與所述終端節(jié)點(diǎn)的第一模塊①、第二模塊②中的第一射頻匹配電路、第二射頻匹配電路實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)，所述匯聚節(jié)點(diǎn)是一個(gè)Zigbee協(xié)調(diào)器，含有第一模塊①，與所述終端節(jié)點(diǎn)的第一模塊①相同，所述匯聚節(jié)點(diǎn)的第二模塊②，由所述終端節(jié)點(diǎn)中的第二模塊②再互連一個(gè)第二接插口構(gòu)成，在所述匯聚節(jié)點(diǎn)的第一、第二CC2430的微處理器中設(shè)有Zigbee無線通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Zigbee協(xié)調(diào)器組網(wǎng)傳輸功能，與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)分別經(jīng)第一接插口、第一串口電平轉(zhuǎn)換電路，以及經(jīng)第二接插口、第二串口電平轉(zhuǎn)換電路與所述的上位機(jī)通訊，在所述的匯聚節(jié)點(diǎn)與所述的上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊模塊中，又定義了所述匯聚節(jié)點(diǎn)與所述上位機(jī)的通訊協(xié)議，所述匯聚節(jié)點(diǎn)中，第一模塊①以及第二模塊②分別通過自己的射頻匹配電路與所述的路由節(jié)點(diǎn)中第一模塊①、第二模塊②實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)；步驟(3)按以下步驟實(shí)現(xiàn)所述匯聚節(jié)點(diǎn)與傳感器之間的網(wǎng)絡(luò)通訊對于檢測信息的交互，依次含有以下步驟所述終端節(jié)點(diǎn)的第一模塊①驅(qū)動所述傳感器檢測設(shè)備或環(huán)境的狀態(tài)信息，所述第一模塊把檢測到的狀態(tài)信息首先傳送給第二模塊②，隨后，該第一模塊①再把該狀態(tài)信息按照所述的Zigbee協(xié)議棧形式進(jìn)行幀封裝，再置于所述信道(a)的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，所述第二模塊②也把從所述模塊一①獲得的狀態(tài)信息同樣進(jìn)行幀封裝后送到基于信道(b)所組成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸；對于控制信息的交互，依次有以下步驟當(dāng)所述終端節(jié)點(diǎn)上的第二模塊②從基于所述信道(b)的網(wǎng)絡(luò)接收相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)之后先進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，然后把解析到的原始控制信息數(shù)據(jù)發(fā)送給第一模塊①。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的雙通道無線傳感終端的組網(wǎng)方法，其特征在于，在所述匯聚節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)中的芯片CC2430的微處理器上設(shè)有相對于所述第一模塊①的、或者相對于第二模塊②的發(fā)送軟件模塊和接收中斷軟件模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的雙通道無線傳感終端的組網(wǎng)方法，其特征在于所述上位機(jī)在處理由雙信道雙路傳輸來的數(shù)據(jù)后，分別按以下三種情況處理-第一種情況若雙路傳來的數(shù)據(jù)相等，則認(rèn)為數(shù)據(jù)檢測成功，由人機(jī)接口顯示，否則，發(fā)送重檢命令，一直到由雙路傳來的數(shù)據(jù)相等為止，否則，報(bào)警；第二種情況若只收到一路傳來的數(shù)據(jù)，在暫存拆分后的數(shù)據(jù)后發(fā)送重檢命令，在重新檢測后，若收到雙路數(shù)據(jù)，則按第一種情況處理，若仍只收到一路數(shù)據(jù)，則把當(dāng)前數(shù)據(jù)收到的檢測數(shù)據(jù)與上一次收到的數(shù)據(jù)信息比較，若相等則數(shù)據(jù)檢測成功，交人機(jī)接口顯示，否則，報(bào)警；第三種情況，若超時(shí)之后，仍未收到任何一路的數(shù)據(jù)，則向人機(jī)接口提交表示檢測錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。全文摘要基于Zigbee雙通道無線傳感終端的組網(wǎng)方法，屬于無線數(shù)據(jù)采集
技術(shù)領(lǐng)域：
，其特征在于，基于Zigbee協(xié)議設(shè)計(jì)了雙信道節(jié)點(diǎn)，可在同一空間進(jìn)行獨(dú)立的雙覆蓋形式的組網(wǎng)，對從同一傳感器采集的數(shù)據(jù)采用雙信道機(jī)制進(jìn)行并行傳輸，然后在上位機(jī)實(shí)現(xiàn)冗余數(shù)據(jù)的融合處理，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)了支持雙信道的節(jié)點(diǎn)；采用雙信道機(jī)制，實(shí)現(xiàn)雙覆蓋無線組網(wǎng)，對所有的控制數(shù)據(jù)和終端數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立的傳輸和匯集，有效地提高了無線鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴１景l(fā)明在能夠滿足高可靠性無線傳輸?shù)耐瑫r(shí)也不失通用性。在節(jié)點(diǎn)成本遠(yuǎn)小于傳感器和執(zhí)行器費(fèi)用時(shí)，可以很方便地將現(xiàn)有系統(tǒng)從單信道方案升級到此發(fā)明的雙信道方案，從而以較低成本獲得雙網(wǎng)路獨(dú)立工作的雙機(jī)備份的可靠性。文檔編號H04B5/00GK101350637SQ20081011967公開日2009年1月21日申請日期2008年9月5日優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日發(fā)明者周樹橋,明徐,慕春棣申請人:清華大學(xué)