基于zigBee无线网络的温度采集系统设计

文章摘要：摘要：针对传统分布式温度监测系统的布线问题，提出了利用ZigBee无线网络技术实现分布式温度检测系统的实现方案。该方案通过基于ZigBee技术的无线收发微处理器CC2430以及协调器节点、传感器节点的硬件设计和软件的设计流程，成功组建了一个大范围的立体zigBee无线网络，并通过网络得到了各传感器节点的温度监测，从而使检测过程十分简单有效。关键字：ZigBee无线网络；CC2430；ZigBee协调器；传感器节点0 引言 在粮库温控系统、冷库温控系统、智能化建筑控制系统、中央空调系统等众多应用系统中，都需要多点分布式温度测量系统。传统的多点分布式温度测量系统多采用有线传输方式，需要在现场

基于zigBee无线网络的温度采集系统设计,标签：电路设计,http://www.88dzw.com

摘要：针对传统分布式温度监测系统的布线问题，提出了利用ZigBee无线网络技术实现分布式温度检测系统的实现方案。该方案通过基于ZigBee技术的无线收发微处理器CC2430以及协调器节点、传感器节点的硬件设计和软件的设计流程，成功组建了一个大范围的立体zigBee无线网络，并通过网络得到了各传感器节点的温度监测，从而使检测过程十分简单有效。
关键字：ZigBee无线网络；CC2430；ZigBee协调器；传感器节点

0 引言
    在粮库温控系统、冷库温控系统、智能化建筑控制系统、中央空调系统等众多应用系统中，都需要多点分布式温度测量系统。传统的多点分布式温度测量系统多采用有线传输方式，需要在现场进行大量布线，这给系统的布设、维护和更新升级带来诸多不便。本文设计的仓库温度监控系统采用ZigBee技术的无线通信网络来对仓库各点温度进行连续24 h的监控，从而使管理者可以在控制室随时了解仓库现场的温度信息。

1 ZigBee无线网络
    ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它是一种介于无线标记和蓝牙之间的无线技术方案。ZigBee的基础是IEEE 802．  15．4，它规定了ZigBee的物理层和媒体接人控制层。ZigBee的工作频段分别为868 MHz、915 MHz、2．4GHz三个频段，其中频段868 MHz定义了1个频道：频段915 MHz定义了 10个频道；频段2．4 GHz定义了16个频道。ZigBee技术采用CSMA-CA的信道接入方式，可有效避免通信的冲突。ZigBee网络层协议由ZigBee联盟制定，其设备可以构造成星型网络或点对点的网络，连接地址分为16位短地址和64位长地址。因而具有较大网络容量。它的应用层可根据用户的需要进行开发利用。其ZigBee协议栈结构如图l所示。

    ZigBee技术具备强大的设备联网功能，它支持星型结构、网状结构和树形结构等三种主要的自组织无线网络类型。特别是网状结构，它具有很强的网络健壮性和系统可靠性。本设计就是采用树形结构来扩大通信区域。

www.88dzw.com
3．4 传感器节点的硬件设计
    传感器节点和硬件设计如图4所示，该节点由无线收发器CC2430、射频天线RF、电源模块、晶振电路和串口电路组成。电路中DSl8820与
CC2430的连接非常简单，仅需一根接口线，接口十分方便。由于每片DSl8820均有唯一的产品序列号，所以允许在单总线上挂接数十至上百片数字式传感器，并可以非常方便地构成多路温度测量系统。DSl8820内部有9个字节的暂存器，开始最高有效位元(Most Significant Bit，MSB)和最低有效位元(Least Significant Bit，LsB)这2个单元可存放当前的温度值，以16位补码形式表示12位温度读数，高位是温度值的符号位。当CC2430发出温度转换命令后，DSl8820将测得的温度值保存在MSB(高8位)、LSB(低8位1 2个单元中，以供CC2430读取。

4 系统软件设计
    本系统所用的开发环境是IAR7，采用的协议栈为TI的Z-STACK。由于本系统采用树形结构，所以，ZigBee协调器必须知道每个传感器节点的网络地址，这就需要每个传感器在加入网络后，都要把网络地址发送给协调器，协调器收到传感器的网络地址后，便可建立地址表并存储起来，以便用户要求采集温度数据时，依据地址表来采集每个传感器的数据。图5所示是其程序流程图，图中的左边是协调器节点的软件设计程序流程图，右边是传感器节点的软件设计程序流程图。

[1] [2]  下一页