基于cc2530溫濕度采集系統(tǒng)課程設計報告-wenkub
2023-07-11 17:07:41 本頁面
【正文】 它們跟外界的物理環(huán)境交互，實時的采集信息，并且將收集到的信息通過無線傳感器網絡傳送給遠程用戶。關鍵字：溫濕度的采集 CC2530 溫濕度傳感器SHT10前言本設計是一種基于CC2530和數(shù)字溫濕度傳感器的溫濕度采集系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)的有線方式在數(shù)據(jù)的檢測、采集、以及傳輸過程中需要大量的節(jié)點且這些節(jié)點不集中，因此需要大量布線。*****************實踐教學*******************蘭州理工大學計算機與通信學院2013年春季學期嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術課程設計題 目： 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 成 績： 目錄目錄 1摘要 2前言 3一 基本原理 4 溫濕度數(shù)據(jù)采集原理 4 引腳特性 4二 系統(tǒng)分析 6 6 程序流程圖 7三 詳細設計 8 8 8 9 9 10 ZIGBEE技術概述 10 ZIGBEE協(xié)議棧 11 ZIGBEE協(xié)議棧網絡層 12 13 13 14 AODV協(xié)議源代碼分析 15總結 18參考文獻 19致謝 2021摘要嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機為基礎，軟硬件可定制，適用于不同應用場合對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。為了避免該問題本設計主要從無線傳感方向進行改進，本設計對溫濕度的讀取是利用CC2530的I/O（）模擬一個類IIC的過程，對光照的采集則使用內部的AINO通道。即該系統(tǒng)是采用Zigbee無線通信技術結合傳感器，并通過運用Zigbee協(xié)議架構組建無線傳感網絡，來實現(xiàn)主從節(jié)點的數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)?。無線網絡傳感器一般是由一個低功耗的微控制器(MCU)和若干個存儲器、無線電/光通信裝置、傳感器等組件所集成的，通過傳感器、動臂機構、以及通信裝置和它們所處的外界物理環(huán)境進行交互?？偟膩碚f，我們的工作及生活在無形的改變著，變得更精致更高效更美麗。其中該系統(tǒng)所使用的SHT10 是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片， 提供全標定的數(shù)字輸出。傳感器上電后，要等待 11ms 以越過“休眠”狀態(tài)。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小 SCK 頻率。為避免信號沖突，微處理器應驅動 DATA 在低電平。它包括：當 SCK 時鐘高電平時DATA 翻轉為低電平，緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖?，隨后是在 SCK 時鐘高電平時 DATA 翻轉為高電平。（2）測量時序(RH 和 T)：發(fā)布一組測量命令（‘00000101’表示相對濕度 RH，‘00000011’表示溫度 T）后，控制器要等待測量結束。SHTxx 通過下拉 DATA 至低電平并進入空閑模式，表示測量的結束。 需要通過下拉 DATA 為低電平，uC以確認每個字節(jié)。在測量和通訊結束后，SHTxx 自動轉入休眠模式。二 系統(tǒng)分析嵌入式溫濕度采集系統(tǒng)是一種基于CC2530和數(shù)字溫濕度傳感器SHT10的溫濕度采集系統(tǒng)。按下仿真器上的按鈕，仿真器上的指示燈為綠色時，表示連接成功； 使用 打開“…\OURS_CC2530LIB\lib10(HumiTempLight)\ IAR_files” 文件，下載運行程序； 觀察 LCD 上溫度、濕度和光照強度的變化； 用一個物體擋住光照傳感器的光線，觀察 LCD 上光照強度數(shù)據(jù)的變化； 向溫濕度傳感器吹一口氣體，觀察 LCD 上溫濕度數(shù)據(jù)的變 程序流程圖開始系統(tǒng)時鐘初始化LCD初始化顯示光照數(shù)據(jù)光照數(shù)據(jù)采集讀取溫濕度數(shù)據(jù)AINO通道采樣初始化顯示溫濕度數(shù)據(jù)圖11 系統(tǒng)程序流程圖三 詳細設計 本設計是基于CC2530的溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計。 嵌入式溫濕度采集系統(tǒng)設計的硬件部分可以大體有無線傳感基本結構、無線傳感實現(xiàn)原理、本設計所使用的實驗箱以及軟件支持、常見的無線傳感模塊以及實現(xiàn)基于CC2530的溫濕度采集系統(tǒng)節(jié)點模塊設計等組成。無線傳感網絡的建立是基于傳感器加無線傳輸模塊的，傳感器采集的數(shù)據(jù)，簡單處理后經過無線傳輸模塊傳到服務器或應用終端。用戶和遠程任務管理單元則能夠通過衛(wèi)星通信網絡或Internet等外部網絡，與觀測節(jié)點進行數(shù)據(jù)信息的交互。實驗系統(tǒng)包含4個無線傳感網通信節(jié)點和一個無線網絡協(xié)調器。 實現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)采集的軟件部分主要有Zigbee技術概述、Zigbee協(xié)議棧整體架構、Zigbee協(xié)議棧網絡層、AODV路由協(xié)議等幾部分組成。同時隨著Zigbee技術的深入發(fā)展和應用，越來越多的注意力和研究力量將會轉到應用的設計、實現(xiàn)互聯(lián)互通測試和市場的推廣等方面。通常符合以下條件之一的應用，都可以考慮采用Zigbee技術：（1）網點多：需要數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控的網點多。（5）電池供電。（9）局部區(qū)域移動目標的定位系統(tǒng)：使用GPS效果差、成本高的。Zigbee技術是一種應用于各種電子設備之間的無線通信技術，這種通信組網是基于中短距離范圍內、低傳輸速率下的。Zigbee協(xié)議棧中包括應以下各個子層：（1）APP（Application Programming）：應用層目錄，這是用戶創(chuàng)建各種不同工程的區(qū)域，在這個目錄中包含了應用層的內容和這個項目的主要內容，在協(xié)議棧里面一般是以操作系統(tǒng)的任務實現(xiàn)的。（3）MAC：介質接入控制子層，包含了MAC 層的參數(shù)配置文件及其MAC 的LIB 庫的函數(shù)接口文件。在對等的MAC實體之間提供一個可靠的通信鏈路。介質訪問控制層(MAC)幀被稱為MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)，其長度不超過127個字節(jié)。（6）OSAL（Operating System (OS) Abstraction Layer）：協(xié)議棧的操作系統(tǒng)。（10）0Tools：工程配置目錄，包括空間劃分及ZStack 相關配置信息。（14）Output：輸出文件目錄，這個EW8051 IDE 自動生成的。網絡層數(shù)據(jù)實體（NLDE）
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