本發(fā)明涉及局域網(wǎng)技術領域，尤其涉及一種zigbee組網(wǎng)模塊及zigbee組網(wǎng)方法。

背景技術：

無線傳感器網(wǎng)絡(wsn，wirelesssensornetwork)是由分布在有效區(qū)域內(nèi)具有通訊功能的大量傳感器節(jié)點組成，通過無線方式自組織形成網(wǎng)絡系統(tǒng)，節(jié)點采集信息并通過無線網(wǎng)絡逐級傳送到監(jiān)控中。zigbee(紫蜂協(xié)議)是一種介于ieee802.11無線局域網(wǎng)與藍牙技術之間的無線通信網(wǎng)絡協(xié)議，是基于ieee802.15.4無線標準研制開發(fā)的有關組網(wǎng)、應用和安全方面的通信技術。zigbee提供了一個低成本、低功耗、低復雜度、適中的數(shù)據(jù)傳輸速率、高容量以及短距離通信等特性的技術平臺。

zigbee應用于無線傳感網(wǎng)主要用于采集傳感數(shù)據(jù)，無需完成復雜的應用功能，這就要求每個終端設備的硬件和軟件成本盡可能的精簡，在zigbee組網(wǎng)認證過程中，結(jié)合zigbee本身的特性，同樣盡可能的精簡、方便。

但是，目前市場上的zigbee技術大多數(shù)是基于zstack協(xié)議棧的應用層實現(xiàn)，由于受到了底層的限制，部分源碼不開源，是以協(xié)議棧在建立網(wǎng)絡的過程中會受到其它網(wǎng)絡的干擾，雖然建立了一個zigbee網(wǎng)絡，但是負載的節(jié)點卻比較多，沒有一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理功能。因此，該網(wǎng)絡的負載量大，帶寬以及它的吞吐量消耗會很高。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種zigbee組網(wǎng)模塊及zigbee組網(wǎng)方法，有效解決了zigbee自主組網(wǎng)過程中引起的負載節(jié)點較多，導致網(wǎng)絡負載過大、吞吐消耗過高的技術問題。

本發(fā)明提供的技術方案如下：

一種zigbee組網(wǎng)模塊，所述zigbee組網(wǎng)模塊中包括：組網(wǎng)芯片、按鍵、第一時鐘電路、第二時鐘電路以及天線電路，其中，所述按鍵與組網(wǎng)芯片中任意一數(shù)字端口連接，所述第一時鐘電路和第二時鐘電路分別與組網(wǎng)芯片中晶振引腳連接，天線電路與組網(wǎng)芯片信號端口連接，且所述組網(wǎng)芯片為cc2530，所述天線線路為巴倫天線電路。

進一步優(yōu)選的，所述zigbee組網(wǎng)模塊中還包括復位電路，所述復位電路中包括一上拉電阻和一接地電容，所述上拉電阻一端與電源連接、另一端與組網(wǎng)芯片中的復位引腳連接，所述接地電容一端與組網(wǎng)芯片中的復位引腳連接、另一端接地。

進一步優(yōu)選的，所述第一時鐘電路和第二時鐘電路中分別包括一晶振和兩個接地電容，其中，兩個電容的一端接地、另一端連接至晶振的兩端，晶振的兩端分別與組網(wǎng)芯片的晶振引腳連接。

本發(fā)明還提供了一種zigbee組網(wǎng)方法，組網(wǎng)設備和待組網(wǎng)設備中均包括上述zigbee組網(wǎng)模塊，所述zigbee組網(wǎng)方法中包括以下步驟：

s1獲取待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)；

s2判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡。

進一步優(yōu)選的，在步驟s2中具體包括以下步驟：

s21判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否為第一預設次數(shù)；若是，跳轉(zhuǎn)至步驟s22；

s22判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡。

進一步優(yōu)選的，在步驟s1之前還包括組網(wǎng)設備中按鍵被按下第一預設次數(shù)，及組網(wǎng)設備判斷按鍵是否按下的步驟，具體包括：

s01檢測按鍵是否按下；

s02若按鍵被按下，獲取當前系統(tǒng)時間；

s03改變邊沿觸發(fā)方式，并計算按鍵被按下時高電平和低電平所持續(xù)的時間；

s04判斷按鍵是被按下還是出現(xiàn)抖動；

s05記錄按鍵被按下的次數(shù)。

進一步優(yōu)選的，在步驟s03中，若當前邊沿觸發(fā)方式為上升沿觸發(fā)，則將其改為下降沿觸發(fā)；若當前邊沿觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)，則將其改為上升沿觸發(fā)。

進一步優(yōu)選的，在步驟s22中還包括待組網(wǎng)設備判斷按鍵是否按下的步驟，具體包括：

s221檢測按鍵是否按下；

s222若按鍵被按下，獲取當前系統(tǒng)時間；

s223改變邊沿觸發(fā)方式，并計算按鍵被按下時高電平和低電平所持續(xù)的時間；

s224判斷按鍵是被按下還是出現(xiàn)抖動；

s225記錄按鍵被按下的次數(shù)。

進一步優(yōu)選的，在步驟s03之后還包括：

s04判斷按鍵是被按下還是出現(xiàn)抖動，若判定為被按下，跳轉(zhuǎn)至步驟s04；若判定為抖動，跳轉(zhuǎn)至步驟s03。

10.如權(quán)利要求4-7任意一項所述的zigbee組網(wǎng)方法，其特征在于，在步驟s2之后還包括：

s31判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否為第二預設次數(shù)，若是，若是，跳轉(zhuǎn)至步驟s32；

s32判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備退出zigbee網(wǎng)絡；

或，在步驟s2之后還包括：

s4判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的時間是否達到預設時間，若是，恢復初始化設置。

本發(fā)明提供的zigbee組網(wǎng)方法，通過在組網(wǎng)設備和待組網(wǎng)設備中設置按鍵，以此，在組網(wǎng)的過程中，根據(jù)預設規(guī)則，如組網(wǎng)設備和待組網(wǎng)設備中同時按下3次等完成組網(wǎng)；在退出網(wǎng)絡的過程中，同樣根據(jù)該規(guī)則組網(wǎng)設備和待組網(wǎng)設備中同時按下預定的次數(shù)即可。簡單方便，一鍵式傻瓜操作，適用于任意場景，且便于對zigbee網(wǎng)絡中各組網(wǎng)設備的管理，控制待組網(wǎng)設備的加入，不會造成網(wǎng)絡中負載節(jié)點較多等技術問題。另外，在硬件方面來說，按鍵占用資源少，設計簡單，不會增加額外成本。

附圖說明

下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說明優(yōu)選實施方式，對上述特性、技術特征、優(yōu)點及其實現(xiàn)方式予以進一步說明。

圖1為本發(fā)明中zigbee組網(wǎng)模塊電路圖；

圖2為本發(fā)明中zigbee組網(wǎng)方法一種實施方式示意圖；

圖3為本發(fā)明中zigbee組網(wǎng)方法另一種實施方式示意圖；

圖4為本發(fā)明中zigbee組網(wǎng)方法另一種實施方式示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實施方式。

如圖1所示為本發(fā)明提供的zigbee組網(wǎng)模塊電路圖，從圖中可以看出，在該zigbee組網(wǎng)模塊中包括：組網(wǎng)芯片、按鍵(圖中未示出)、第一時鐘電路、第二時鐘電路以及天線電路，其中，按鍵與組網(wǎng)芯片中任意一數(shù)字端口連接，第一時鐘電路和第二時鐘電路分別與組網(wǎng)芯片中晶振引腳連接，天線電路與組網(wǎng)芯片信號端口連接。在一實例中，組網(wǎng)芯片為cc2530芯片，其包括zigbee協(xié)議棧，使用2.4ghzieee802.15.4協(xié)議，該芯片內(nèi)置標準的增強型8051cpu，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-kbram和許多其它強大的功能；且cc2530具有不同的運行模式，使得尤其適用于超低功耗要求的系統(tǒng)，天線線路為巴倫天線電路。

按鍵與組網(wǎng)芯片中任意一數(shù)字端口連接，如在一實例中，按鍵與數(shù)字端口p1_1連接，在另一實例中，按鍵與數(shù)字端口p2_1連接，只要通過該按鍵能將按鍵信息輸入組網(wǎng)芯片即可。

第一時鐘電路和第二時鐘電路中分別包括一晶振和兩個接地電容，其中，兩個電容的一端接地、另一端連接至晶振的兩端，晶振的兩端分別與組網(wǎng)芯片的晶振引腳連接。具體，第一時鐘電路用于給組網(wǎng)芯片提供內(nèi)部時鐘，具體包括第一接地電容c5、第二接地電容c6以及第一晶振y1，其中，第一接地電容c5和第二接地電容c6的一端分別接地，第一接地電容c5的第二端與第一晶振y1的一端連接，第二接地電容c6的第二端與第一晶振y1的另一端連接，該第一晶振y1的兩端分別與組網(wǎng)芯片的晶振引腳p2_3/xosc32k_q2和p2_4/xosc32k_q1。更具體來說，在一實例中，上述第一接地電容c5和第二接地電容c6的容量都為15pf(皮法)，第一晶振y1的頻率為32.768khz(千赫茲)。

第二時鐘電路用于為整個模塊提供時鐘，具體包括第三接地電容c23、第四接地電容c24以及第二晶振y2，其中，第三接地電容c23和第四接地電容c24的一端分別接地，第三接地電容c23的第二端與第二晶振y2的一端連接，第四接地電容c24的第二端與第二晶振y2的另一端連接，該第二晶振y2的兩端分別與組網(wǎng)芯片的晶振引腳xosc_q1和xosc_q2。更具體來說，在一實例中，上述第三接地電容c23和第四接地電容c24的容量都為27pf(皮法)，第一晶振y1的頻率為32mhz(兆赫茲)。

巴倫天線電路通過調(diào)節(jié)其中的電阻、電感和電容的高頻參數(shù)，達到調(diào)節(jié)天線的特性阻抗，具體，在該電線電路中包括第一電感l(wèi)1、第二電感l(wèi)2、第三電感l(wèi)3、第一電容c14、第二電容c18、第三電容c15、第四電容c19、第五電容c16、第六電容c13、第七電容c17以及ipex座子，其中，第一電容c14的第一端與第二電感l(wèi)2的第一端連接、第二端與組網(wǎng)芯片信號輸入端rf_n連接，第二電容c18的第一端與第二電感l(wèi)2的第二端連接、第二端與組網(wǎng)芯片信號輸入端rf_p連接，第三電容c15與第一電感l(wèi)1的第一端連接、第二端接地，第一電感l(wèi)1的第一端與第二電感l(wèi)2的第一端連接、另一端與第四電容的第二端連接，第三電感l(wèi)3的一端與第二電感l(wèi)2的第二端連接、另一端接地，第四電容c19的第一端與第三電感l(wèi)3的第一端連接、第二端與第五電容c16的第一端連接，第五電容c16的另一端接地，第六電容c13的第一端與第五電容c16的第一端連接、另一端與第七電容c17的第一端連接，第七電容c17的第二端接地，ipex座子中的第一端口與第七電容的第一端連接、第二端口和第三端口接地。更具體來說，在一實例中，上述第一電感l(wèi)1的感抗為2.0mh，第二電感l(wèi)2為bead電感、第三電感l(wèi)3的感抗為2.0mh、第一電容c14的容量為18pf、第二電容c18的容量為18pf、第四電容c19的容量為1.0pf、第六電容c13的容量為2.2pf。

進一步來說，在該zigbee組網(wǎng)模塊中還包括復位電路，用于復位組網(wǎng)芯片，具體，在該復位電路中包括一上拉電阻r2和一接地電容c4，上拉電阻r2一端與電源連接、另一端與組網(wǎng)芯片中的復位引腳reset_n連接，接地電容c4一端與組網(wǎng)芯片中的復位引腳reset_n連接、另一端接地。更具體來說，在一實例中，上述上拉電阻r2為4.7kω，接地電容c4為1μf。

從圖中可以看出，除此之外，在該zigbee組網(wǎng)模塊中還包括分別與接地端連接的電容c7，容量為1μf；一端與電源端dcoupl連接、另一端接地的電容c8，容量為1μf等。

如圖2所示為本發(fā)明提供的zigbee組網(wǎng)方法一種實施方式示意圖，具體在該網(wǎng)絡中，組網(wǎng)設備和待組網(wǎng)設備中均包括上述zigbee組網(wǎng)模塊，從圖中可以看出，在該zigbee組網(wǎng)方法中包括以下步驟：s1獲取待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)；s2判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡。

在本實施方式中，待組網(wǎng)設備和組網(wǎng)設備可以為現(xiàn)有任意設備，如，臺燈、開關等，在此不做具體限定，只要這些設備中包括上述用于組網(wǎng)的按鍵和zigbee組網(wǎng)模塊，適用于組網(wǎng)，都包括在本實施方式的內(nèi)容中。基于上述描述，假若預設規(guī)則為，待組網(wǎng)設備和組網(wǎng)設備相互靠近若干秒，如2-3秒，且兩個設備同時按下按鍵3次，組網(wǎng)配對成功，待組網(wǎng)設備成功加入網(wǎng)絡。則在工作過程中，只需要將待組網(wǎng)設備上的按鍵按三下，將組網(wǎng)設備上的按鍵按三下，保持靠近2～3秒就能實現(xiàn)組網(wǎng)，執(zhí)行允許加網(wǎng)函數(shù)nlme_networkformationrequest()，允許設備加入網(wǎng)絡，簡單方便。

對上述實施方式進行改進得到本實施方式，如圖2所示，在本實施方式中，該zigbee組網(wǎng)方法中包括以下步驟：s1獲取待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)；s21判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否為第一預設次數(shù)；若是，跳轉(zhuǎn)至步驟s22；s22判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡。

在本實施方式中，組網(wǎng)設備中按下第一預設次數(shù)的按鍵之后，將信息發(fā)送至待組網(wǎng)設備，之后，待組網(wǎng)設備同樣按下第一預設次數(shù)的按鍵，并將信息發(fā)送至組網(wǎng)設備，組網(wǎng)設備接收到該次數(shù)之后，根據(jù)該次數(shù)判斷待組網(wǎng)設備是需要進行組網(wǎng)還是退網(wǎng)等操作，之后判斷組網(wǎng)設備中的按鍵是否被按下相同次數(shù)，若是，則實現(xiàn)相對應的功能。如，在一個實例中，若待組網(wǎng)設備和組網(wǎng)設備中按鍵同時按下3次，且組網(wǎng)對應的次數(shù)為3次，則待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡。

在上述實施方式中，組網(wǎng)設備中包括判斷按鍵是否按下的步驟，具體包括：s01檢測按鍵是否按下；s02若按鍵被按下，獲取當前系統(tǒng)時間；s03改變邊沿觸發(fā)方式，并計算按鍵被按下時高電平和低電平所持續(xù)的時間；s04判斷按鍵是被按下還是出現(xiàn)抖動；s05記錄按鍵被按下的次數(shù)。

在該過程中，首先檢測按鍵是否被按下，若被按下，則觸發(fā)中斷，獲取當前系統(tǒng)時間并改變邊沿觸發(fā)方式。具體，對于邊沿觸發(fā)方式的改變，若當前邊沿觸發(fā)方式為上升沿觸發(fā)，則將其改為下降沿觸發(fā)；若當前邊沿觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)，則將其改為上升沿觸發(fā)。之后，計算按鍵被按下時高低電平持續(xù)的時間，并根據(jù)高低電平持續(xù)的時間判斷按鍵是被按下還是抖動，若判斷出為按下，則記錄次數(shù)(使用計數(shù)器進行計算)；若判斷出為抖動，則重新記錄按鍵被按下時高低電平持續(xù)的時間。

更具體來說，在判斷按鍵是被按下還是抖動的過程中，若當前邊沿觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)，計算出來的高電平持續(xù)的時間為50ms(毫秒)，低電平持續(xù)的時間為1s(秒)，判定為按鍵被按下；若計算出來的高電平持續(xù)的時間為50ms(毫秒)，低電平持續(xù)的時間為10ms，判定為抖動。當然，在這里我們對高低電平持續(xù)的時間閾值不做具體限定，根據(jù)實際情況進行設定。

在這個過程中，待組網(wǎng)設備中同樣包括判斷按鍵是否按下的步驟，與待組網(wǎng)設備中的過程相同，在此不做贅述。

對上述實施方式進行改進得到本實施方式，如圖3所示，在本實施方式中，包括以下步驟：s1獲取待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)；s2判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡；s31判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否為第二預設次數(shù)，若是，若是，跳轉(zhuǎn)至步驟s32；s32判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備退出zigbee網(wǎng)絡。

與組網(wǎng)過程類似，假若預設規(guī)則為，待組網(wǎng)設備和組網(wǎng)設備相互靠近若干秒，如2-3秒，且兩個設備同時按下按鍵4次，允許待組網(wǎng)設備退出網(wǎng)絡。則在工作過程中，只需要將待組網(wǎng)設備上的按鍵按4下，將組網(wǎng)設備上的按鍵按4下，保持靠近2～3秒就能實現(xiàn)組網(wǎng)，執(zhí)行退網(wǎng)函數(shù)zdo_finishprocessingmgmtnwkdiscreq()。

對上述實施方式進行改進得到本實施方式，在本實施方式中，包括以下步驟：s1獲取待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)；s2判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡；s4判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的時間是否達到預設時間，若是，恢復初始化設置。

對上述實施方式進行改進得到本實施方式，在本實施方式中，包括以下步驟：s1獲取待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)；s2判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備加入zigbee網(wǎng)絡；s31判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否為第二預設次數(shù)，若是，若是，跳轉(zhuǎn)至步驟s32；s32判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)是否與組網(wǎng)設備中按鍵被按下的次數(shù)相同，若是，則允許待組網(wǎng)設備退出zigbee網(wǎng)絡；s4判斷待組網(wǎng)設備中按鍵被按下的時間是否達到預設時間，若是，恢復初始化設置。

在上述實施方式中，假若預設規(guī)則為，待組網(wǎng)設備和組網(wǎng)設備相持續(xù)按下按鍵5s以上，恢復初始化。則在工作過程中，待組網(wǎng)設備/組網(wǎng)設備判斷是否長按，若判斷為長按且持續(xù)的時間超過5s，則系統(tǒng)初始化。當然，在其他實施方式中，還可以將長按持續(xù)的時間設置為其他時間，如6s等，在此不做具體限定。另外，在待組網(wǎng)設備和組網(wǎng)設備中還包括一指示燈，當通過長按按鈕恢復系統(tǒng)設置時，指示燈進行閃爍，如閃爍4次，表明設備已恢復出廠設置。

以上通過分別描述每個過程的實施場景案例，詳細描述了本發(fā)明，本領域的技術人員應能理解。在不脫離本發(fā)明實質(zhì)的范圍內(nèi)，可以作修改和變形。