基于无线传感器网络的压力检测系统的设计与实现.doc

摘要：在科学技术飞速发展的今天，传统的应用于测量压力的仪器已经远远不能满足人们的应用需求，人们对低速率无线个人局域网的应用需求越来越大，使得具有低功耗、低速率、低成本、网络容量大以及可靠度高等特点的基于ZigBee的无线传感器网络受到越来越多人的关注和使用。无线传感器网络的应用领域主要有生态环境检测、军事领域、交通管理、科学研究等。

本文首先提出了本课题的研究背景及意义，介绍了无线传感器网络的发展、应用领域以及标准规范问题，然后具体介绍了IEEE 802.15.4/ZigBee技术。在系统硬件设计中选用了CC2530芯片，提出了基于CC2530芯片的无线压力实时检测系统的架构设计，然后以CC2530射频单片机为基础设计了面向压力检测应用的硬件，分别实现了射频模块电路、传感器模块电路、数据处理模块电路和拓展接口单元及电源电路。最后通过IAR Embedded Workbench完成程序编写、调试等工作，完成了基于无线传感器网络的压力检测系统。

关键词 压力检测；ZigBee技术；无线传感器网络；CC2530

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的背景及研究意义-1

1.2 无线传感器网络概述-1

1.3 论文的主要研究内容与结构组织-2

2 无线传感器网络及其规范标准问题-3

    2.1 无线传感器网络的定义和术语-3 

2.2 典型的无线传感器网络的组成结构-4

2.3 IEEE 805.15.4/ZigBee-4

    2.3.1 IEEE 805.15.4/ZigBee的发展-4

2.3.2 主要技术特征-5

2.3.3 IEEE 805.15.4/ZigBee协议栈简介-6

    2.3.4 ZigBee无线传感器网络节点的基本结构-8

3 系统总体设计-10

3.1 系统整体结构-10

3.1.1 系统原理框图-10

3.1.2 设计思路-10

3.2 系统需求-10

3.2.1 系统需要的硬件器材-10

3.2.2 系统需要具备的主要功能-11

4 系统硬件设计与实现-12

4.1 CC2530芯片介绍-12

    4.1.1 CPU和内存模块-13

4.1.2 时钟及电源管理-14

4.1.3 外设-14

4.1.4 无线信号收发模块-15

    4.2 硬件组成-15

4.2.1 射频模块-15

4.2.2 传感器模块-17

4.2.3 电源电路模块-18

5 系统软件设计与实现-20

5.1 软件开发环境介绍-20

5.2 Z-Stack协议栈工作流程分析-20

5.3 主程序设计-24

5.4 压力采集实现-26

5.4.1 BF350-3AA获取压力-26

5.4.2 数据发送-26

5.5 上位机软件设计-26

6 系统调试-30

结论-33

致谢-34

参考文献-35

附录-36

附录1 CC2530芯片结构图-36

附录2 硬件图-37

附录3 上位机程序-38

附录4 主程序-51

附录5 压力采集程序-53

附录6 数据发送程序-54