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摘要:随着社会生产技术的发展,对数据的传输要求越来越高,主要表现在功耗、距离、复杂度等方面。而温度相关的监测更是在社会生产实践中处处都离不开的,这就使得对温度数据的采集和传输有着越来越高的要求。传统的温度采集系统由于功耗较高,布局很复杂,扩展性相对较差等方面的缺陷,使得传统温度采集系统难以满足生产实践的需要。因此,最理想的方式是通过无线的方式接受和发送数据,而在多种无线通信技术中,ZigBee通信技术凭借其短距离,低功耗的特点,广泛的被应用到社会实践中包含医学、工业、农业等多种领域。 本文在对WSN技术分析的基础上,设计出一种基于ZigBee为基础的采用CC2530作为核心控制的无线温度采集系统。论文首先对本课题的背景意义及ZigBee技术相关内容作了简单介绍,然后对系统的三个主要模块,包括温度传感模块、数据汇聚模块以及显示模块进行软硬件设计详细论述。本系统的工作流程是先通过协调器节点建立网络,然后由终端节点中的温度传感模块对温度数据进行测量,将采集到的数据通过网络传输到数据汇聚模块,再由数据汇聚模块传输到显示模块的液晶显示器,显示所测得的温度数据,进行监测。本系统具有功耗低、数据传输稳定、布局简单等特点,在无线通信领域中具有广泛应用前景。
关键词 ZigBee; WSN; 多点温度采集
目录 摘要 Abstract 1绪论-1 1.1课题背景-1 1.2研究的目的和意义-1 1.3国内外的发展现状-1 2 ZigBee简介-3 2.1 ZigBee的概念及特点-3 2.2 ZigBee 网络基础-3 2.2.1 ZigBee节点的类型-4 2.2.2 ZigBee 网络的拓扑结构-5 2.2.3 ZigBee无线网络的组建-6 2.2.4 星型网络的组建与通信的实现-8 2.3 ZigBee与几种无线通信技术的比较-8 2.3.1 ZigBee技术-8 2.3.2蓝牙技术-9 2.3.3 Wi-Fi技术-9 2.3.4红外技术-9 2.4 Z-Stack协议栈介绍-9 2.4.1网络寻址-10 2.4.2绑定-11 2.4.3路由协议-11 3系统硬件设计-12 3.1系统主要元件介绍-12 3.1.1单片机STC12C5A60S2介绍-12 3.1.2 CC2530芯片介绍-12 3.2系统总体方案设计-14 3.2.1系统工作原理-15 3.2.2系统总体电路图-17 3.3温度采集模块-18 3.3.1温度采集原理-18 3.3.2温度数据采集电路图-19 3.4 ZigBee无线传输模块-20 3.4.1时钟频率电路-20 3.4.2复位电路-20 3.4.3 ZigBee网络节点电路-21 3.5显示电路模块-22 3.5.1诺基亚5110液晶显示原理-22 3.5.2诺基亚5110液晶显示电路图-22 4系统软件设计-24 4.1系统软件设计总流程图-24 4.2 ZigBee模块软件设计-25 4.2.1IAR软件开发环境-25 4.2.2数据汇聚模块(协调器)的软件设计-26 4.2.3温度传感器模块(终端节点)的软件设计-27 4.2.4串口模块软件设计-27 4.3单片机模块软件设计-29 4.3.1 Keil软件开发环境-29 4.3.2单片机相关程序设计-30 4.4报警程序设计-30 4.5 Nokia5110显示程序-30 5系统调试-31 总结-32 致 谢-34 参考文献-35 |