基于ZigBee的多点温度采集系统设计与实现.doc

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