【正文】 healing capability etc advantages,stable to obtain the accurate temperature． System to RF transceiver CC2530 as the main chip,DS18B20 digital temperature sensor as temperature sensor node,by wireless way and through a serial port with a PC to realize munication. Experimental results show that in the temperature monitoring process,the system can flexible work． Key words:CC2530； temperature monitoring； ZigBee； DS18B20 . . 目 錄 １ 緒論 ............................................ 1 選題依據(jù)和意義 ........................................ 1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究背景及意義 ....................... 1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介 ................................. 2 國內(nèi)外發(fā)展 和應(yīng)用現(xiàn)狀 ................................. 3 未來前景展望 ........................................ 4 2 ZigBee 協(xié)議簡介 ................................... 6 ZigBee 的概述 .......................................... 6 物理層 .............................................. 6 MAC 層 ............................................... 8 網(wǎng)絡(luò)層（ NWK） ...................................... 11 應(yīng)用層（ APL 層） .................................... 11 安全服務(wù)提供 層（ SSP 層） ............................ 12 ZigBee 的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) ..................................... 12 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型 ....................................... 12 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问? ....................................... 12 ZigBee 的工作模式 ..................................... 13 3 核心板介紹 ...................................... 15 CC2530 核心板 ......................................... 15 CC2530 介紹 ......................................... 15 CC2530 引腳描述 ..................................... 15 . . 普通底板 ............................................. 16 仿真器 ............................................... 17 溫度傳感器介紹 ....................................... 17 DS18B20 溫度傳感器特性 .............................. 17 DS18B20 管腳介紹 .................................... 17 4 開發(fā)環(huán)境快速建立 ................................. 19 相關(guān)軟件和驅(qū)動安裝 ................................... 19 TI 協(xié)議棧的安裝 ....................................... 21 仿真器 驅(qū)動安裝方法 ................................... 22 5 系統(tǒng)總體設(shè)計 .................................... 23 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ......................................... 23 協(xié)調(diào)器硬件設(shè)計 ..................................... 24 測溫節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計 ................................. 25 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ......................................... 25 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計 ..................................... 26 采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計 ....................................... 27 溫度傳感器程序 ..................................... 29 6 運(yùn)行結(jié)果 ........................................ 32 系統(tǒng)結(jié)果分析 ........................................ 33 總結(jié) ................................................. 34 參考文獻(xiàn) ............................................. 35 致謝 ................................... 錯誤 !未定義書簽。. . 題目 ： 無線測溫系統(tǒng)設(shè)計 . . 無線測溫系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集傳感器、無線通信和網(wǎng)絡(luò)三大技術(shù)于一體的信息獲取與處理技術(shù)，主要用于實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下各種參數(shù)的檢測。 . . １ 緒論 選題依據(jù)和意義 現(xiàn)今社會無線取代有線已經(jīng)是信息通訊領(lǐng)域的一個主流趨勢，用便捷快速的方式傳遞信息是信息工程的一個重要的研究目標(biāo)。但大多數(shù)這些設(shè)備和使用終端間的信息傳送都是依靠有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的。 而在傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)取得突破性進(jìn)展之后，一種名叫無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)躍然而出，它以其低成本、低功耗、對等通信等三大優(yōu)勢漸漸成為新興通信技術(shù)中的一大熱點(diǎn)。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以看成是由數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡(luò)和控制管理中心三部分組成的。這個工作組致力于定義一種供廉價的固定、便攜或移動設(shè)備使用的低成本、低功耗、低速率的無線連接技術(shù)。而在 Chipcon收購了 F8W后， Chipcon就成為 ZigBee的完全解決方案的提供者。 在 2021 年我國發(fā)布的《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，為信息技術(shù)確定了三個前沿方向，其中有兩項就與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)，這就是智能感知和自組網(wǎng)技術(shù)。而且還可以減輕護(hù)理人員的負(fù)擔(dān)。這些都需要在未來的研究中亟待解決。 （ 4）網(wǎng)絡(luò)性能評估：對 Zigbee網(wǎng)絡(luò)性能的研究也是一大熱點(diǎn)，如研究 Zigbee底層的 (CAP)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和能量消耗、 Zigbee網(wǎng)絡(luò)在不同的通信參數(shù)下，網(wǎng)絡(luò)的通信量及穩(wěn)定性、在 Zigbee網(wǎng)絡(luò)的低負(fù)載的情況下，調(diào)整其活動時期節(jié)點(diǎn)的能量消耗，使得網(wǎng)絡(luò)的生命延長等。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成單位 ,主要負(fù)責(zé)對周圍信息的采集和處理 ,并發(fā)送自己采集的數(shù)據(jù)給相鄰節(jié)點(diǎn)或?qū)⑾噜徆?jié)點(diǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)或更靠近協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)。協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖 21。 868 MHz 頻段定義了 1 個信道（ 0 號信道）； 915 MHz 定義了 10 個信道（ 1～ 10 號信道） 2400 MHz 定義了 16 個信道（ 11～ 26 信道） [5]。 . . 圖 23 物理層將數(shù)據(jù)每字節(jié)的低四位和高四位分別映射組成數(shù)據(jù)符號，每個數(shù)據(jù)符號又被映射成 32 位偽隨機(jī)噪聲數(shù)據(jù)碼片。當(dāng)數(shù)據(jù)包的長度類型為 5 字節(jié)或大于 8 字節(jié)時，那么物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ PSDU）就會攜帶著 MAC 層的幀信息（即 MAC 層協(xié)議數(shù)據(jù)單元）。 在超幀零時隙中定義了一個信標(biāo)幀（ beacon）， beacon除了信標(biāo)的意思外，還能理解為燈塔。而網(wǎng)絡(luò)終端則會周期性的監(jiān)聽信標(biāo)，如果自己是協(xié)調(diào)器傳送對象，則該器件利用開槽 CSMA/CA 將 MAC命令請求控制信息傳給協(xié)調(diào)器。幀尾是幀頭和負(fù)載數(shù)據(jù)的 16 位 CRC 校驗序列 。 ③ 確認(rèn)幀 如果設(shè)備收到目的地址為其自身的數(shù)據(jù)幀或 MAC 命令幀，并且?guī)目刂菩畔⒆侄蔚拇_認(rèn)請求位被置 1，設(shè)備需要回應(yīng)一個確認(rèn)幀。 NWK 層主要是為了確保正確地操作 IEEE ． 2021MAC 子層和為應(yīng)用層提供服務(wù)接口。 ZDO負(fù)責(zé)定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色 (例如是 ZigBee協(xié)調(diào)器或者 ZigBee終端設(shè)備 )、發(fā)現(xiàn)設(shè)備和決定他們提供哪種應(yīng)用服務(wù) ，發(fā)現(xiàn)或響應(yīng)綁定請求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立可靠的關(guān)聯(lián) 。 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要包括協(xié)調(diào)器（ Coordinator），路由器（ Router），終端節(jié)點(diǎn) （ End Device）三部分 。網(wǎng)絡(luò)由一個協(xié)調(diào)器和一系列的路由器和終端設(shè)備構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸都要通過協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)。 在信標(biāo)模式下，協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)以一 定的間隔時間 (一般在 15ms到 4mins之間 )向網(wǎng)絡(luò)廣播信標(biāo)幀，兩個信標(biāo)幀發(fā)送間隔之間有 16個相同的時槽，這些時槽分為網(wǎng)絡(luò)休眠區(qū)和網(wǎng)絡(luò)活動區(qū)兩個部分，消息只能在網(wǎng)絡(luò)活動區(qū)的各個時槽內(nèi)發(fā)送。 CC2530在單個芯片上集成了 標(biāo)準(zhǔn) RF 無線電收發(fā)機(jī) ,具有優(yōu)良的無線接收靈敏度和抗干擾性。獨(dú)特的單線接口方式，它與微處理器連接時僅需一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器 DS18B20 的雙向通信。電源極性接反時，芯片不會因為發(fā)熱而燒毀，但不 能正常工作。如下圖 41所示。 . . 5 系統(tǒng)總體設(shè)計 ZigBee 節(jié)點(diǎn)所屬類別主要分三種，分別是協(xié)調(diào)器 (Coodinator)、路由器 (Router)、終端 (End Device)。終端設(shè)備具有無線收發(fā)通信部分，溫度采集傳感器部分，處理器部分及電源供電部分。 協(xié)調(diào)器是由 CC2530 與串口技術(shù)相結(jié)合形成的 ， 本文的串口選用了 PL2303 芯片 ， 完成 RS232 串口數(shù)據(jù)的電平轉(zhuǎn)換 ， 與 PC 監(jiān)控主機(jī)連接后 ， 完成溫度數(shù)據(jù)的顯示 。 DS18B20 溫度傳感器與 ZigBee 模塊的接口電路如圖 54 所示。pkt[0],2)。工作時，終端傳感器節(jié)點(diǎn)要先加入網(wǎng)絡(luò)，同時該節(jié)點(diǎn)也會將自己自動綁定到響應(yīng)的協(xié)調(diào)器，然后才能傳輸數(shù)據(jù)信息，圖 56 為溫度采集節(jié)點(diǎn)的工作流程。 T[1]=temp%10+48。i8。 //延時 50us Ds18b20Data = 1。//延時 10us for(i=0。//延時 3us Ds18b20InputInitial()。 test2=Ds18b20Initial()。 圖 61 終端節(jié)點(diǎn)溫度顯示畫面 將協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過 USB 線和另外一臺電腦相連，并打開串口調(diào)試助手，可以看見如圖62 所示畫面，協(xié)調(diào)器通過 USB 線和電腦通訊，并在串口調(diào)試助手里面打印。以無線方式進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)排線的繁瑣，也避免了人力和財力的浪費(fèi)。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在日升月步的發(fā)展的今天，研制出適合的高效的組網(wǎng)方案是一個我們孜孜追求的目標(biāo)，該系統(tǒng)的低耗能、簡單布局等的特點(diǎn)滿足了這一標(biāo)準(zhǔn)，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開創(chuàng)出一種新穎而簡便的解決方案。 圖 62 PC機(jī)溫度顯示 畫面 . . 系統(tǒng)結(jié)果分析 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于 ZigBee協(xié)議棧的簡單的點(diǎn)對點(diǎn)的無線測溫，在終端節(jié)點(diǎn)可以讀出溫度傳感器測量的溫度值，在協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)也可以讀取溫度傳感器測量的溫度值。 Ds18b20Write(0xbe)。 Ds18b20Delay(15)。i++) { Value = 1。 //延時 6us } infor = 1。 0x01)) { Ds18b20Data = 0。Point_To_Point_DstAddr, amp。 終端節(jié)點(diǎn)在檢測到事件 ZDO_STATE_CHANGE 或 Sa