《电子信息工程专业本科毕业论文-基于CC2530温湿度采集与传输系统设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子信息工程专业本科毕业论文-基于CC2530温湿度采集与传输系统设计与实现（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于CC2530温湿度采集与传输系统设计与实现机械与电子工程学院 电气工程及自动化专业 毕业论文毕业设计摘要ZigBee，国内称之为“紫蜂，是一种廉价的低功耗近距离无线组网通信技术，具有低功耗、低本钱、低速率、短延时、高网络容量等特点。目前，ZigBee技术已经广泛应用于无线通信领域。首先，本设计意在通过ZigBee无线通信技术构建一个无线传感网络，所用处理器为cc2530这款单片机，采用点对点网络拓扑结构，对参加该网络传感节点进行温度和湿度数据采集和分析，可以应用于工业控制或者农业生产中对温度的检测和控制，防止了有线网络的布线问题和本钱问题。其次，上位机由Visual Basic语言编写完成
2、，ZigBee无线网络中的终端设备通过采集当地的温湿度数据，通过ZigBee无线网络传输给协调器，协调器再把数据通过串口将数据传给上位机，上位机显示温湿度数据通过以折线的方式实时的显示出来，同时上位机还可以自动或者手动发送指令来控制下位机终端设备和协调器。最后，实现上位机和下位机联调成功后，进行毕业辩论演示。关键词 zigbee;cc2530;无线传感网络;温湿度的采集AbstractZigBee, domestic call this purple, is a kind of cheap low power short distance wireless network communicat
3、ion technology, with low power consumption, low cost, low rate, short time delay, high network capacity, etc. At present, ZigBee technology has been widely applied in wireless communication field. First of all, this design aims to through the ZigBee wireless communication technology to build a wirel
4、ess sensor network, the processor used for cc2530 the microcontroller, using a peer-to-peer network topology structure, to temperature and humidity sensor nodes to join the network data collection and analysis, can be used in the industrial control or agricultural production of temperature detection
5、 and control, to avoid the cable network wiring and cost problems. Second, PC completed by Visual Basic language, ZigBee wireless network terminal device through the acquisition of local temperature and humidity data, through the ZigBee wireless network transmission to the coordinator, the coordinat
6、or to pass data through the serial port to PC, PC display temperature and humidity data through real-time display, in the form of line and upper machine also can be automatically or manually send commands to control the machine (terminal equipment and the coordinator). Finally, realize the upper mac
7、hine and lower machine alignment success, after the graduation reply demo. Key Words Zigbee ;cc2530 ;Wireless sensor network ;Temperature and humidity acquisition 目 录摘要1Abstract2第1章 绪论11.1 课题背景11.2 课题研究的目的和意义21.3 国内外研究概况41.4 论文的主要研究内容及论文安排5第 2 章ZigBee协议及所采用的芯片介绍72.1 ZigBee概述72.2 ZigBee网络根底9网络节点类型92.
8、2.2 网络拓扑形式102.2.3 ZigBee组网技术112.2.4 工作模式122.3 CC2530芯片122.3.1 CC2530前瞻及应用122.3.2 CC2530概述132.3.3 CC2530 芯片的主要特点142.4 本章小节15第 3 章 系统的具体设计173.1 开发环境简介173.1.1 C51RF-3-PK ZigBee无线网络技术专业开发平台173.1.2 IAR Embedded Workbench简介173.2 系统详细设计18系统整体结构183.2.2 节点的硬件设计193.2.3 系统的程序设计203.2.4 基于ZigBee的温度采集系统程序流程图设计243
9、.3 上位机263.3.1 上位机的功能简介263.3.2 上位机软件的程序的流程图283.4 本章小节29第4章 系统测试31系统测试步骤314.2 系统测试结果314.2.1 硬件测试314.2.2 协议栈的测试314.2.3 上位机与协调器的单独测试314.2.4 下位机和上位机联调32系统测试结果分析32本章小节32结论33参考文献35致谢37第1章 绪论1.1 课题背景信息技术开展日新月异，传统的有线通信方式因为其本钱高、布线复杂，已经不能完全满足人们的应用需求了。因此，无线通信技术应运而生。无线网络技术按照传输范围来划分，可分为无线广域网、无城域网、无线局域网和无线个人网。无线个人
10、网即短距离无线网络，典型的短距离无线传输技术有：蓝牙、ZigBee、WiFi等。在工业控制、家庭自动化和遥测遥感领域，蓝牙虽然本钱较低，成熟度高，但是传输距离有限，仅为10米，可以参与组网的节点少。WiFi虽然传输速度较快，传输距离到达100米，但是其价格偏高，功耗较大，组网能力较差。相比之下ZigBee技术那么主要针对低本钱、低功耗和低速率的无线通信市场，具有如下特点：低功耗。由于ZigBee的传输速率较低，传输数据量小，并且使用了休眠模式，因此ZigBee设备功耗很低，仅靠两节5号电池就可以维持长时间使用。本钱低。ZigBee模块的初始化本钱低，并且ZigBee协议是免专利费的，采用直接序
11、列扩频在工业科学医疗频段，2.4GHz全球、915MHz美国和868MHz欧洲，免执照频段。时延短。ZigBee的响应速度较快，通信延时和休眠状态激活的时延都非常短，一般从休眠转入工作状态只需要15ms，典型的搜索设备时延为30ms，活动设备信道接入时延15ms。网络容量大。ZigBee可采用星型、树型和网型结构，由一个主节点管理假设干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点，同时主节点还可以由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。低速率。ZigBee工作在20250kbps的低速率，分别提供250kbps2.4GHz、40kbps915MHz和20kbps869MHz的原始
12、数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。平安。Zigbee 提供了三级平安模式,包括无平安设定、使用接入控制清单(ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128) 的对称密码,以灵活确定其平安属性。可靠度高。为了防止发送数据的竞争和冲突，采取了碰撞防止策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙。MAC层采用完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待收方确实认信息，如果传输过程中出现问题可以进行重发。传输距离远。传输范围一般介于10100 m 之间，在增加RF 发射功率后,亦可增加到13 km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可
13、以更远。兼容性。ZigBee技术与现有的控制网络标准无缝集成。通过网络协调器自动建立网络，采用CSMA-CA方式进行信道接入。为了可靠传递，还提供全握手协议。由于ZigBee技术具有上述特点，因而广泛应用在短距离低速率电子设备之间的数据传输。ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。1.2 课题研究的目的和意义ZigBee技术具有低本钱、低功耗、近距离、短延时、高容量、高平安及免执照频段等优势，广泛应用于智能家居、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感网络应用和电信应用等领域。 智能家庭。家里可能都有很多电器和电子设备，如电灯、电视机、
14、冰箱、洗衣机、电脑、空调等等，可能还有烟雾感应、报警器和摄像头等设备，以前我们最多可能就做到点对点的控制，但如果使用了ZigBee技术，可以把这些电子电器设备都联系起来，组成一个网络，甚至可以通过网关连接到Internet，这样用户就可以方便的在任何地方监控自己家里的情况，并且省却了在家里布线的烦恼。工业控制。工厂环境当中有大量的传感器和控制器，可以利用ZigBee技术把它们连接成一个网络进行监控，加强作业管理，降低本钱。医疗监护。电子医疗监护是最近的一个研究热点。在人体身上安装很多传感器，如测量脉搏、血压，监测健康状况，还有在人体周围环境放置一些监视器和报警器，如在病房环境，这样可以随时对人
15、的身体状况进行监测，一旦发生问题，可以及时做出反响，比方通知医院的值班人员。这些传感器、监视器和报警器，可以通过ZigBee技术组成一个监测的网络，由于是无线技术，传感器之间不需要有线连接，被监护的人也可以比拟自由的行动，非常方便。自动抄表。抄表可能是大家比拟熟悉的事情，像煤气表、电表、水表等等，每个月或每个季度可能都要统计一下读数，报给煤气、电力或者供水公司，然后根据读数来收费。现在在大多数地方还是使用人工的方式来进行抄表，逐家逐户的敲门，很不方便。而ZigBee可以用于这个领域，利用传感器把表的读数转化为数字信号，通过ZigBee网络把读数直接发送到提供煤气或水电的公司。使用ZigBee进行抄表还可以带来其它好处，比方煤气或水电公司可以直接把一些信息发送给用户，或者和节能相结合，当发现能源使用过快的时候可以自动降低使用速度。传感器网络应用。传感器网络也是最近的一个研究热点，像货物跟踪、建筑物监测、环境保护等方面都有很好的应用前景。传感器网络要求节点低本钱、低功耗，并且能够自动组网、易于维护、可靠性高。ZigBee在组网和低功耗方面的优势使得它成为传感器网络应用的一个很好的技术选择。电信应用。在2006年初的时候，意大利电信就宣
