【正文】 0 相連接的 I/O 管腳為輸出 Ds18b20Data = 1。延時 3us Ds18b20Data = 1。 Ds18b20Write(0xcc)。 0x07)*16))。 . . 總 結(jié) 本文講述的是基于 ZigBee 的環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)， ZigBee技術(shù)以其組網(wǎng)靈活性高， 自愈能力強(qiáng)，功耗低，成本低著稱。,3:98～ 99. [5] 章偉聰 ,俞新武 ,李忠成 .基于 CC2530 及 ZigBee 協(xié)議棧設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點 [J].計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用 ,2021,20(1). [6] 無線龍科技 TISTACK 按鍵程序講解 [M].無錫：無線龍科技有限公司， 2021. [7] 董建懷 .基于 CC2530 的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J].廈門理工學(xué)院學(xué)報， 2021 [8] Texas InstrumentCC2530Software Examples [M]． Dallas: Texas Instrument Corporation, 2021. [9] 李志方，鐘洪聲 .IEEE 的 CC2530 無線數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)計 [J].單片機(jī)與嵌入 系統(tǒng)應(yīng)用，2021， 7 [10] 瞿雷，劉盛德，胡咸斌，等 .ZigBee 技術(shù)及應(yīng)用 [。 表 61 溫度傳感器測溫數(shù)據(jù)表 所測物質(zhì) 空氣 熱水杯 冰糕 電腦風(fēng)扇 人類的手心 串口顯示（℃） 29 88 0 45 30 表 62 該測溫系統(tǒng)傳輸距離數(shù)據(jù)表 傳輸距離（ m） 50 100 150 200 250 300 串口顯示 正常 正常 正常 正常 正常 不正常 通過實 驗可以得出結(jié)論：該論文設(shè)計的無線測溫系統(tǒng)是可行的，穩(wěn)定的。 V2 = Ds18b20Read()。 } 溫度讀取函數(shù)： . . void Temp_test(void) //溫度讀取函數(shù) { uchar V1,V2。//設(shè)置與 DS18B20 相連的 I/O 管腳為輸出 Ds18b20Data = 0。 uint i。//延時 6us Ds18b20Data = 1。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { } else { // Error occurred in request to send. } } 溫度傳感器程序 首先定義溫度傳感器的引腳，并設(shè)置輸入輸出端口，定義溫度讀取函數(shù)。SampleApp_Periodic_DstAddr, amp。 HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) )。 圖 55 協(xié)調(diào)器節(jié)點的 軟件流程圖 協(xié)調(diào)器節(jié)點上電初始化后，首先建立一個 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入到操作系統(tǒng)后，開始檢測是否有 AF_INCOMING_MSG_CMD 接收無線數(shù)據(jù)的事件發(fā)生，如果該事件發(fā)生執(zhí)行函數(shù)SampleApp_MessageMSGCB()將接收到得 2 個字節(jié)的溫度信息進(jìn)行處理并將處理的結(jié)果發(fā)生給 PC 機(jī)顯示。 CC2530 自身內(nèi)部集成有溫度傳感器， 但其精準(zhǔn)度不高，不用來測量外界環(huán)境的溫度。典型的應(yīng)用 電路如圖 52 所示。整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖如圖 51 所示。 TI 協(xié)議棧的安裝 Zstack 的安裝比較簡單，同樣安裝在默認(rèn)路徑。這里我們選用 （ Zigbee 2021） ，網(wǎng)上也有用 等其他高版本的，基本相差無幾，但是目前 的通用性較高?？删幊谭直媛蕿?912 位，對應(yīng)的可分辨率溫度為 ℃ ,℃ ,℃和 ℃，可實現(xiàn)高精度測溫 [6]。 CC2530 引腳描述 CC2530 采用 40 腳 QFN 封裝，其引腳圖如圖 31 所示： . . U1C C 253 0GN D1GN D2GN D3GN D4P1_55P1_46P1_37P1_28P1_19D VD D 210P1_011P0_712P0_613P0_514P0_415P0_316P0_217P0_118P0_019RESET_N20R BI AS30AVD D 429AVD D 128AVD D 227R F _N26R F _P25AVD D 324X OSC _Q223X OSC _Q122AVD D 521DCOUPL40DVDD139P1_638P1_737P2_036P2_135P2_234P2_3/XOSC32K_Q233P2_4/XOSC32K_Q132AVDD631 圖 31 CC2530引腳描述 表 31 CC2530 部分引腳描述 名稱 序號 特性 描述 DCOUPL 40 Power(D) ，不使用外部電源供電 DVDD1 39 Power(D) 連接 數(shù)字電壓源 DVDD2 10 Power(D) 連接 數(shù)字電壓源 GND 41 Ground 連接接地面 P0_0 19 數(shù)字 I/O 端口 (ADC0) P0_1 18 數(shù)字 I/O 端口 (ADC1) P0_7 12 數(shù)字 I/O 端口 (ADC7) P1_0 11 數(shù)字 I/O 端口 (具有 20mA驅(qū)動能力 /T12) P1_7 37 數(shù)字 I/O 端口 (SPI1MI/UART1RX/T31) P2_0 36 數(shù)字 I/O 端口 (T40) P2_2 34 數(shù)字 I/O 端口 (DC) 普通底板 功能特點： ①供電方式：標(biāo)準(zhǔn) USB、 （ 5V）； . . ②功能接口： Debug接口，兼容 TI標(biāo)準(zhǔn)仿真工具，引出所有 IO口，常用的串口引腳以及5V/； ③功能按鍵： 1個復(fù)位， 1個普通按鍵； ④ LED指示燈：電源指示燈、組網(wǎng)指示燈； ⑤ 模塊支持：支持 CC2530核心板 ,CC2530+PA（ CC2591） 核心板。自動重連距離高達(dá) 110米。 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)除了允許父節(jié)點和子節(jié)點之間的通信，也允許通信范圍之內(nèi)具有路由能力的父子關(guān)系的鄰居節(jié)點之問進(jìn)行通信，它是樹形網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，與樹形網(wǎng)絡(luò)不同的是，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的、按接力方式傳輸?shù)狞c對點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其路由可自動建立和維護(hù)，并且具有強(qiáng)大的 自組織、自愈功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過“多級跳”的方式來通信，可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，具有很大的路由深度和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點規(guī)模。它負(fù)責(zé)發(fā)送和接受節(jié)點自身信息；節(jié)點自身會轉(zhuǎn)發(fā)信息，允許子節(jié)點通過它加入網(wǎng)絡(luò)。 數(shù)據(jù)服務(wù)接口的目標(biāo)是向上層提供所需的常規(guī)數(shù)據(jù)服務(wù)，管理服務(wù)接口的目標(biāo)是向上層提供訪問內(nèi)部層參 數(shù)、配置和管理數(shù)據(jù)的機(jī)制 。. . APS子層負(fù)責(zé)建立和維護(hù)綁定表，綁定表主要根據(jù)設(shè)備之間的服務(wù)和他們的需求使設(shè)備相互配對。命令幀的具體功能由幀的負(fù)載數(shù)據(jù)表示。 在信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器通過向網(wǎng)絡(luò)中的所有從設(shè)備發(fā)送信標(biāo)幀，以保證這些設(shè)備能夠同協(xié)調(diào)器進(jìn)行同步，從而保證網(wǎng)絡(luò)運行的成本維持在最低水平。預(yù)通信的器件只有定時接收和彼此完全同步兩種狀態(tài)。星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中只存在前兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，因為數(shù)據(jù)只在協(xié)調(diào)器和設(shè)備之間交換；而在點對點拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中，三種數(shù)據(jù)傳輸方式都存在。 . . 圖 24 MAC模型 和物理層類似， MAC 層也包括一個管理實體（ MLME）， MAC 層管理實體提供可以喚醒 MAC 層管理服務(wù)的服務(wù)接口（ MLMESAP），同時也維護(hù)一個與 MAC 層相關(guān)的管理對象數(shù)據(jù)庫（ MIB）。 (4) PPDU 格式 PPDU 報文數(shù)據(jù)是用于數(shù)據(jù)流同步的同步頭、含有幀長度信息的物理層報頭以及承載有 MAC 幀數(shù)據(jù)的凈荷組成。 圖 22 PHY模型 其中， RFSAP 是有驅(qū)動程序提供的接口， PDSAP 是 PHY 層提供給 MAC 層的數(shù)據(jù)服務(wù)接口， PLAMESAP 是 PHY 層給 MAC 層提供的管理服務(wù)接口。在這三個頻段上發(fā)送數(shù)據(jù)使用的速率信號處理過程以及調(diào)制方式等方面存在一定差異，其中 2400 MHZ 頻段的數(shù)據(jù)傳輸速率為 250 kbit/s。所設(shè)計的傳感器節(jié)點在視野好的空曠室外傳輸距離可達(dá) 400M 以 上 。目前一些國內(nèi)外期刊和論文針對 AODV路由算法提出了一些改進(jìn)路由算法，如： ZiCL(ZigBee Cluster Label)算法、 MAC． AODV算法、 EAODV算法、 QAODVl361算法等 [2]。 （ 2） Zigbee技術(shù)的具體應(yīng)用研究：目前，不管國內(nèi)國外，已有大量的研究者和廠商提出了 Zigbee可能的應(yīng)用。也可以用在交通領(lǐng)域作為車輛 監(jiān)控的有力工具 [1]。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要集中在以下領(lǐng)域： (1)環(huán)境監(jiān)測和保護(hù) ： 隨著人們對于環(huán)境問題的關(guān)注程度越來越高，需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利，并且還可以避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式給環(huán)境帶來的侵入式破壞。到目前為止，國內(nèi)目前除了成都無線龍科技公司真正將 Zigbee 技術(shù)開發(fā)成產(chǎn)品并成功用于幾個領(lǐng)域的實際生產(chǎn)問題外，尚未有其他的相關(guān)企業(yè)和高校拿出了過硬的產(chǎn)品。在標(biāo)準(zhǔn)化方面， IEEE ． 4工作組主要負(fù)責(zé)制定物理層和 MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，高層應(yīng)用、測 試和市場推廣等方面的工作由 ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)。 WSN 與傳統(tǒng)傳感器和測控系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或移動的傳感器以自 組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息，并報告給用戶。同時， 隨著 近年來 射頻技術(shù)、集成電路技術(shù)的發(fā)展，無線通信功能的實現(xiàn)越來越容易，數(shù)據(jù)傳輸速度 和穩(wěn)定性都有了飛躍性的提高 ， 體現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力 。 ZigBee 協(xié)議是由IEEE 802． 15． 4 標(biāo)準(zhǔn)的 PHY 層和 MAC 層再加上 ZigBee 聯(lián)盟定義的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層所組成，其突 出的特點是擁有網(wǎng)絡(luò)支持低成本、低功耗、低速率、短距離的數(shù)據(jù)傳輸能力。 該技術(shù)有組網(wǎng)方便 ， 自愈能力強(qiáng)等優(yōu)點 ， 能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確地獲得環(huán)境溫度 。 本文針對現(xiàn)實環(huán)境中對溫度了解的需要 ， 設(shè)計了一種基于 ZigBee自組網(wǎng)技術(shù)的溫度監(jiān)測系統(tǒng) 。 而 ZigBee 技術(shù)因其功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大等優(yōu)點而非常適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)，作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要支撐技術(shù)獲得廣泛的關(guān)注，作為一種新興的短距離無線通信協(xié)議，在國外已經(jīng)有了一定的應(yīng)用。 但 例如 布線麻煩 、 線路 故障難以檢查 、 設(shè)備重新布局就要重新布線 、 不能隨意移動 等這些有線網(wǎng)絡(luò)先天帶有的缺憾卻愈發(fā)地突出，漸漸阻礙了有線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。于是，深化研究無線傳感網(wǎng)絡(luò)、為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)尋找一種具備成本低廉，節(jié)約功耗而有組網(wǎng)能力較強(qiáng)的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的需求變得十分迫切，也是當(dāng)今通信科技發(fā)展的主題。硬件上， WSN節(jié)點主要由 數(shù)據(jù)采集 單元、數(shù)據(jù)處理單元、無線數(shù)據(jù)收發(fā)單元以及小型電池單元組成， 因其 尺寸 較 小， 故 具有低成本、低功耗、多功能等特點； 而 從軟件上看，借助于節(jié)點中內(nèi)置傳感器有效探測所處區(qū)域的溫度、濕度、光強(qiáng)度、壓力等環(huán)境參數(shù)以及待測對象的電壓、電流等物理參數(shù)， 它可以接收記錄 并通過無線網(wǎng)絡(luò)將探測信息傳送到數(shù)據(jù)匯聚中心進(jìn)行處理、分析和轉(zhuǎn)發(fā)。目前該聯(lián)盟已經(jīng)擁有 150多家會員，并且還有許多廠商已將 Zigbee納入產(chǎn)品中。 但是， 國內(nèi)對于以 Zigbee 技術(shù)為基礎(chǔ)的無線組網(wǎng)技術(shù)卻起步較晚，國內(nèi) Zigbee 模塊生產(chǎn)廠家一般都受芯片廠家數(shù)量等限制價格，國內(nèi)市場只要被國外儀器所占領(lǐng)，國內(nèi)未見成熟的自主研發(fā)的 Zigbee 產(chǎn)品，只有一些研究性和簡單應(yīng)用文章出現(xiàn)于期刊雜志。 雖然無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，由于技術(shù)等方面的制約還有待時日，但是最近幾年，隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小，已經(jīng)為數(shù)不少的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開始投入使用。比如一些危險的工業(yè)環(huán)境如井礦、 核電廠等，工作人員可以通過它來實施安全監(jiān)測。如Freescale公司的第三代 PADDR晶 片 MCl322x； Helim公司推出的 ADDR Link 1200 Zigbee開發(fā)套件； Jennic公司的 JN5121／ 513X等。因此很有必要提高路由算法的高效性和可擴(kuò)展性。本文采用 TI公司最新的第二代片上系統(tǒng) CC2530， 比以前產(chǎn)品有更卓越的 RF性能 ,可編程的 256KB 閃存 ,更小的封裝尺寸和 IR 產(chǎn)生電路 ,支持多種協(xié)議如 igBee PRO、 ZigBee RF4CE 等 。 (1) 無線信道的分配 IEEE 規(guī)范的物理層定義了三個載波頻段用于收發(fā)數(shù)據(jù)： 8