【正文】 //開(kāi)中斷}/****************************************************************************** Inittimer //初始化定時(shí)器******************************************************************************/void init_timer(){ TMOD=0x02。 //開(kāi)外部中斷0 EA=1。 EA=0。i++) { for(j=0。 //RF硬件初始化 { HAL_ASSERT(FALSE)。 //初始化RF main_receiveMode()。 //紅外脈沖碼兩上升沿之間的時(shí)間uchar bitnum。void work()。uint8 myAddr。 //等待RF數(shù)據(jù)包接收時(shí)用的。 //射頻天線初始化void rf_uart_main(void)。 //將4個(gè)碼分解成8位16進(jìn)制碼 //紅外應(yīng)用函數(shù)聲明void init_timer()。endif//紅外應(yīng)用變量定義uchar start_flag。 //本地地址 remoteAddr = MAIN_CONTROL。 } calculate_ok=1。 for(i=0。 if(bitnum==33) //檢測(cè)是否將一組完整的數(shù)據(jù)存入 { receive_ok=1。 //啟動(dòng)定時(shí)器0}/****************************************************************************** Initexterinterrupt //初始化外部中斷******************************************************************************/void init_exterinterrupt() //初始化外部中斷{ IT0=1。//18B20溫度采集MCU_SMOKE_CAIJI(HAL_BOARD_SMOKE_0_PORT,HAL_BOARD_SMOKE_0_PIN)。 //溫度傳感器IO口方向設(shè)置為輸入HAL_WD_CLR()。 //接收器使能}/****************************************************************************** halBoardInit //初始化硬件****************************************************************************/void halBoardInit(void){ halMcuInit()。 P0SEL = 0X3C。最后我要感謝我的父母和所有關(guān)愛(ài)我的家人，沒(méi)有他們的理解、物質(zhì)和精神上的支持，就沒(méi)有我美好的大學(xué)時(shí)光；沒(méi)有父母的從小的教導(dǎo)，就沒(méi)有今天樂(lè)學(xué)的我。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是ZigBee協(xié)議的學(xué)習(xí)和使用，作為一名本科生，我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中僅簡(jiǎn)單了解和學(xué)習(xí)了ZigBee協(xié)議棧，所以關(guān)于ZigBee技術(shù)還有待于學(xué)習(xí)和使用，希望在以后的工作和學(xué)習(xí)中，繼續(xù)了解ZigBee相關(guān)的應(yīng)用。 新建工程 溫度監(jiān)控畫(huà)面 修改報(bào)警電話 通訊界面 上位機(jī)主界面6 抗干擾設(shè)計(jì) 存在的干擾表現(xiàn)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)物的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)影響本系統(tǒng)可靠性和安全性[26]的主要原因有系統(tǒng)內(nèi)部其他電器和附近工作環(huán)境中的電器干擾，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，元器件型號(hào)的選擇、聯(lián)接和工作環(huán)境條件等，這些諸多因素對(duì)本系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，主要表現(xiàn)在下列四個(gè)方面：（1） 傳感器采集的數(shù)據(jù)誤差比出廠規(guī)定的大（2） 控制系統(tǒng)的狀態(tài)靈活性較低（3） 數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中受到干擾從而發(fā)生變化（4） 系統(tǒng)程序在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生失常現(xiàn)象 抑制干擾的措施工作時(shí)間較長(zhǎng)，各元器件可能由于空氣中灰塵和室內(nèi)溫濕度等外界因素的影響，必然會(huì)影響信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)的傳送，因此要求整個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)必須具有較強(qiáng)的抗干擾[27]能力。，在組態(tài)王軟件的工程管理器對(duì)話框下新建一個(gè)工程，名為溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 信號(hào)采集流程圖，系統(tǒng)在接收到合法請(qǐng)求的情況下才會(huì)開(kāi)始采集發(fā)送數(shù)據(jù)，而且只有一幀數(shù)據(jù)采集結(jié)束之后才會(huì)進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)采集。 MAX3232電平轉(zhuǎn)換電路MAX3232系列的接收器的關(guān)斷模式功耗較低，特別適合電池供電系統(tǒng)，外部只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的電容，就可以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換功能。 遠(yuǎn)紅外遙感電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中運(yùn)用了紅外線遙控裝置，目的是為了便于通訊，而且可以有效的隔離來(lái)自其他電氣的干擾。 聲光報(bào)警電路 ，LED報(bào)警指示燈和蜂鳴器分別有兩個(gè)管腳控制，當(dāng)報(bào)警命令出現(xiàn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警同步進(jìn)行。單條總線上掛接的溫度傳感器的數(shù)目最好不要超過(guò)8個(gè)，不然就需要考慮總線驅(qū)動(dòng)[14]的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)之一是天線部分的設(shè)計(jì)，為提高天線的性能，采用單極不平衡天線，CC2430和天線之間由巴倫電路與三個(gè)電感和四個(gè)電容組成。 CC2430發(fā)送模塊 ，由于CC2430芯片內(nèi)部集成了8051內(nèi)核和ADC，所以本系統(tǒng)中無(wú)需外接微處理器和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，P0口是模擬量的輸入口，煙霧傳感器MQ2輸出的是模擬量，所以必須接CC2430內(nèi)部ADC的模擬量輸入端[16]，即使用了CC2430內(nèi)部的ADC，所以寄存器ADCCFG的對(duì)應(yīng)位必須設(shè)置為1。本設(shè)計(jì)中采用的是星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，兩片發(fā)射模塊相當(dāng)于星型網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線終端設(shè)備，接收模塊相當(dāng)于協(xié)調(diào)器。該芯片有兩種連接方式，即串行和并行，可以直接與CC2430相連接。 單總線溫度傳感器DS18B20考慮到建筑物內(nèi)溫度采集點(diǎn)較多，所以系統(tǒng)中要使用的溫度傳感器個(gè)數(shù)較多。 無(wú)線射頻模塊本系統(tǒng)的無(wú)線射頻模塊采用的是TI公司新推出的一代專(zhuān)門(mén)實(shí)現(xiàn)嵌入式ZigBee協(xié)議功能的片上系統(tǒng)。相對(duì)于前兩家公司生產(chǎn)的無(wú)線射頻模塊而言，TI公司推出的ZigBee無(wú)線單片機(jī)系列芯片性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉，便于使用。本文在設(shè)計(jì)ZigBee煙霧溫度無(wú)線監(jiān)測(cè)的參數(shù)采集時(shí)，擬采用該種數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用CC2430模塊通過(guò)ZigBee協(xié)議實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)數(shù)據(jù)的無(wú)線收發(fā)功能。目前國(guó)外最大的無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家是美國(guó)松柏公司（ITI公司），該系統(tǒng)既可作為火災(zāi)報(bào)警[2]，也可作為保安系統(tǒng)，兩者兼用，是一種高科技的無(wú)線安保系統(tǒng)。 Communication protocol目 錄摘 要 IABSTRACT II1 課題背景及意義 1 課題背景及研究現(xiàn)狀 1 研究目的和意義 22 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 3 ZigBee協(xié)議規(guī)范研究及分析 3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3 ZigBee數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制 3 ZigBee節(jié)能技術(shù)探討 4 方案選擇 5 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 5 芯片選擇 6 無(wú)線射頻模塊 6 單總線溫度傳感器DS18B20 7 氣敏傳感器MQ2 7 液晶顯示模塊 7 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 73無(wú)線傳感系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 9 無(wú)線傳輸模塊的電路設(shè)計(jì) 9 溫度采集電路設(shè)計(jì) 13 煙霧采集電路設(shè)計(jì) 14 14 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 15 遠(yuǎn)紅外遙感電路設(shè)計(jì) 16 串口電路設(shè)計(jì) 17 174 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 18 終端測(cè)量節(jié)點(diǎn)加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 18 終端節(jié)點(diǎn)信號(hào)采集 19 數(shù)據(jù)傳送 20 系統(tǒng)主流程 215 系統(tǒng)性能調(diào)試 23 終端實(shí)驗(yàn)板 23 上位機(jī)界面 236 抗干擾設(shè)計(jì) 26 存在的干擾表現(xiàn) 26 抑制干擾的措施 26結(jié) 論 27參 考 文 獻(xiàn) 28致 謝 30附 錄A 31附 錄B 33 40 1 課題背景及意義 課題背景及研究現(xiàn)狀建筑物內(nèi)的安防問(wèn)題一直是關(guān)系社會(huì)環(huán)境安定和人身安全的重大問(wèn)題。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 基于ZigBee的煙霧溫度傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí) 儀器0901 學(xué) 生 5645136 學(xué) 號(hào) 49 指導(dǎo)教師 王中華 二〇一三年六月八日 1 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要無(wú)線傳感技術(shù)如雨后春筍般日益成熟，其具有成本低、能耗小、無(wú)需布線、相互之間沒(méi)有電氣干擾等優(yōu)點(diǎn)，極大的迎合了公眾的節(jié)能，使用方便的需求心理。 RF transceiver module。目前ZigBee技術(shù)應(yīng)用較廣，其技術(shù)相對(duì)成熟，將ZigBee技術(shù)融入到無(wú)線通信技術(shù)中，使其各種設(shè)備和主控系統(tǒng)都能夠在功耗極低的狀態(tài)下運(yùn)行，這使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本得到有效的降低[6]。上位機(jī)和下位機(jī)呈現(xiàn)一對(duì)多的關(guān)系。下面將簡(jiǎn)要介紹ZigBee技術(shù)在無(wú)線煙霧溫度傳感系統(tǒng)應(yīng)用背景中解決的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制和節(jié)能技術(shù)[11]。ZigBee協(xié)議中的數(shù)據(jù)傳輸模式有以下三種[11]：（1） 終端設(shè)備作為發(fā)送端，協(xié)調(diào)器作為接收端（2） 協(xié)調(diào)器作為發(fā)送端，終端設(shè)備作為接收端接收數(shù)據(jù)（3） 多個(gè)終端設(shè)備之間互相傳送數(shù)據(jù)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，首先需要建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路，沿著星型和樹(shù)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，直到完成所有數(shù)據(jù)幀的傳輸。Freescale的無(wú)線射頻模塊是兩個(gè)芯片通過(guò)SIP(系統(tǒng)級(jí)封裝)實(shí)現(xiàn)的，使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)通訊問(wèn)題，不利于大量生產(chǎn)。 系統(tǒng)總體架構(gòu) 芯片選擇本設(shè)計(jì)緊密?chē)@ZigBee技術(shù)在煙霧溫度傳感系統(tǒng)中的應(yīng)用這一核心主題，目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境內(nèi)煙霧溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，主要芯片包括CC2430射頻通訊芯片、溫度傳感器DS18B煙霧傳感器MQ液晶顯示12864等。CC2430具有21個(gè)通用I/O引腳，既可以作為ADC的輸入，也可以支持多種串行通訊協(xié)議的USART，開(kāi)發(fā)工具強(qiáng)大，方便實(shí)用。 液晶顯示模塊12864液晶顯示芯片可以顯示文字或者圖形，可以顯示智能傳感器采集到的信息，同時(shí)附加數(shù)據(jù)的采集日期和時(shí)間。 無(wú)線傳輸模塊的電路設(shè)計(jì)該模塊電路的核心芯片是CC2430，作為無(wú)線傳輸模塊，需要三片CC2430，兩片作為發(fā)送傳感器采集的信號(hào)模塊，；一片作為接收模塊，控制聲光報(bào)警電路和液晶顯示電路。CC2430有21個(gè)I/O引腳，可以作為通用數(shù)字I/O，也可以用作USART或定時(shí)器等外部設(shè)備，P0口可以作為ADC的輸入端，具備上拉和下拉能力，21個(gè)I/O口都可以作為外部中斷源的輸入，外部中斷可以喚醒CC2430的睡眠模式，目的同樣也是為了整個(gè)無(wú)線傳輸系統(tǒng)的低功耗。若終端設(shè)備有異常，CC2430的接收模塊可以第一時(shí)間驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路，提示現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)狀況，然后將異樣的信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)監(jiān)控室，一方面可以減少火災(zāi)的發(fā)生，另一方面減少人力消耗。但需要注意的是加外部電源供電時(shí)，GND引腳必須接地而不能懸空。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，聲光報(bào)警電路中的光電二極管發(fā)光，當(dāng)無(wú)線傳感系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的室內(nèi)環(huán)境超過(guò)設(shè)定的閾值（由煙霧傳感器電路中的電位器R7的阻值決定）時(shí)，微處理器驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路，LED熄滅，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。但是如果在傳送指令之前不檢查BF的狀態(tài)，可能會(huì)產(chǎn)生一段較長(zhǎng)的延遲時(shí)間，即等待前一個(gè)指令確定執(zhí)行完成后，方可執(zhí)行下一個(gè)指令。本設(shè)計(jì)采用的是異步通訊模式，其中UxCSR．MODE必須設(shè)置為1。當(dāng)系統(tǒng)判斷采集、發(fā)送工作完成之后，無(wú)線終端設(shè)備將暫停采集工作。 無(wú)線終端采集下位機(jī)實(shí)驗(yàn)板 上位機(jī)界面基于ZigBee技術(shù)的煙霧溫度傳感系統(tǒng)可