《基于ZigBee的無線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì).pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、2009年第28卷第4期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)69設(shè)計(jì)與制造3基于ZigBee的無線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)11112劉外喜,胡曉,唐冬,鄭暉,吉國平(1.廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院,廣東廣州510006;2.中國人民解放軍91708部隊(duì),廣東廣州510320)摘要:介紹了一種由無線傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、控制端構(gòu)成的無線多點(diǎn)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),闡述了系統(tǒng)的功能、組成以及各部件的主要設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)表明:本系統(tǒng)具有低功耗、低成本、精度可編程、可遠(yuǎn)端控制等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:ZigBee;無線溫度傳感器;可編程中圖

2、分類號:TP216文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1000-9787(2009)04-0069-03Designofwirelesstemperaturesensornetwork3basedonZigBeetechnology11112LIUWai2xi,HUXiao,TANGDong,ZHENGHui,JICuo2ping(1.CollegeofInformationandElectromechanicalEngineering,GuangzhouUniversity,Guangzhou510006,China;2.PLA,91708Unit,Guangzhou510

3、320,China)Abstract:Awirelesstemperaturesensornetwork,whichconsistswirelesssensornode,gatewayandcontrolnode,isexpounded.Thefunction,constituentandmaindesignmethodofeverypartofthissystemisshown.Testresultsshowthatthissystemhaslotsofadvantages,includinglow2power,low2cost,precisionprogram

4、mableandremotecontrol.Keywords:ZigBee;wirelesstemperaturesensor;programmable0引言控制端對傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)分析等處理,并在大多數(shù)應(yīng)用中,溫度監(jiān)測是一個長期的過程,同時,根據(jù)需要控制遠(yuǎn)端的傳感器。溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)具有大規(guī)模布放、數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn),所以,溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)需要一個無線、低功耗、低成本、低數(shù)據(jù)率的解決方案。IEEE802.15.4是為低功耗、低速率傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,ZigBee是基于IEEE802.15.4協(xié)議的技術(shù)。同時,在組網(wǎng)性能上,ZigBee技術(shù)

5、可以構(gòu)造星形網(wǎng)絡(luò)或者點(diǎn)對點(diǎn)對等網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋和可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。基于以上分析,提出了利用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的方案,并設(shè)計(jì)了具體的系統(tǒng)。圖1系統(tǒng)框圖1系統(tǒng)方案Fig1Blockdiagramofsystem[1,2]系統(tǒng)框圖如圖1所示,其中,無線傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)2無線傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)將DS18B20溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)關(guān),并接收2.1無線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)控制端的控制命令。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將各個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯總再通無線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2所示,主要由過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上傳至控制端,并轉(zhuǎn)發(fā)控制端的命令至各節(jié)點(diǎn)。3部分組成:由DS18B20溫度

6、傳感器利用單總線技術(shù)組成收稿日期:2008-11-133基金項(xiàng)目:廣東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(7301261)70傳感器與微系統(tǒng)第28卷傳感器網(wǎng)絡(luò);CC2420是由Chipcon公司基于IEEE802.15.4CC2420會自動在數(shù)據(jù)的開始處加上前導(dǎo)碼(0x00)和幀起協(xié)議而開發(fā)出來的ZigBee芯片。工作在2.4GHzISM頻段始分隔符(0xA7),并用計(jì)算的值替換數(shù)據(jù)尾部的CRC;支持16個250kbps信道。CC2420模塊負(fù)責(zé)基于IEEE2)檢查CCA信號,如信道忙,要經(jīng)過一段“隨機(jī)”長的802.15.4協(xié)議的與網(wǎng)關(guān)的無線通信;SPCE061A作為MCU時

7、間的等待后才重試;負(fù)責(zé)控制傳感器網(wǎng)絡(luò)和CC2420無線通信模塊。3)執(zhí)行STXON命令寄存器;DS18B20采用了單總線技術(shù)(12WIREBUS),為了區(qū)分4)在任何新數(shù)據(jù)寫入TXFIFO之前確認(rèn)SFD信號先不同的器件,廠家為每個器件嵌入一個64位的二進(jìn)制變高后變低,并且,已經(jīng)等待了至少60個時鐘周期。ROM代碼,標(biāo)示器件的ID號。單片機(jī)只需一根端口線就表1數(shù)據(jù)幀格式Tab1Formofdataframe能與諸多DS18B20通信,利用該技術(shù)的特點(diǎn)可以構(gòu)建覆蓋[3]幀起始分隔符幀校驗(yàn)大范圍的遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)。前導(dǎo)碼幀長度目的地址源地址數(shù)據(jù)凈荷(SFD)(CR

8、C)4字節(jié)