【正文】 控制發(fā)送數(shù)據(jù)給協(xié)調(diào)器。 ? 繼電器上連接上臺(tái)燈開關(guān)，就實(shí)現(xiàn)了無線點(diǎn)臺(tái)燈。 Applications[S]. [3]周武斌 . 基于 zigbee 協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) [D].湖南：中南大學(xué) .20xx [4] LCD12864 ZLE12864AFFSSWENAA[S]. [5] DS18B20 Programmable Resolution 1Wire Digital Thermometer[S]. [6] MQ2 普敏氣體煙霧傳感器 [S]. [7]王小強(qiáng) .ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 . 致謝 時(shí)光荏苒，歲月如梭，四年的本科生活在忙忙碌碌中過去了。在課題的研究中，得到了貴陽(yáng)學(xué)院高毅老師和其他老師的精心指導(dǎo)和幫助，同時(shí)也得到了貴陽(yáng)學(xué)院 10 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班同學(xué)們的大力支持和協(xié)助，為成功構(gòu)建協(xié)議棧及實(shí)物制作仿真提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在能耗、節(jié)點(diǎn)規(guī)模方面還有不足，隨著這些問題的解決，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能建筑以及軍事等領(lǐng)域必然會(huì)得到越來與廣泛的應(yīng)用。 ? 在協(xié)議棧中，首先初始化繼電器的 IO 口，設(shè)置為輸出。 溫濕度傳感器仿真 由于在傳感器功能版中共用了一些引腳，全部打開會(huì)影響結(jié)果或者不能檢測(cè)，所以當(dāng)測(cè)試其中一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候需要把其他傳感器跳冒換到短路方。如圖所示。 圖 41ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 傳感器模塊仿真 首先針對(duì)傳感器模塊各類傳感器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并在 LCD 上顯示并在串口打印出來，以此查看結(jié)果。如圖 311 所示。 ( 7 )負(fù)壓特性電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 ( 2 )測(cè)量溫度范圍寬，測(cè)量精度高 DS18B20 的測(cè)量范圍為 55℃ ~+ 125℃ 。通常采用于自動(dòng)控制電路中，他實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種 “自動(dòng)開關(guān) ”。還可以自己配置 LCD12864 和繼電器。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ZigBee CC2530 核心板硬件資源 CC2530 核心板主要由 CC2530 單片機(jī)、天線接口晶振以及 IO 擴(kuò)展接口組成，如圖33 所示。通過 i/o 口，傳感器采集的數(shù)據(jù)也可與微處理器相連，通過 RS232 接口可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與 pc 機(jī)通信 [3]。 圖 31 CC2530 片內(nèi)功能模塊圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 CC2530 使用的單片機(jī)是一款完美兼容 8051 的內(nèi)核，并且還支持 IEEE 協(xié)議的無線單片機(jī)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 3章 ZigBee 硬件設(shè)計(jì) ZigBee 芯片選型 ZigBee 協(xié)議網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件核心部分主要是微處理芯片。 ZigBee 也工作在 ISM 頻段內(nèi)，它含有兩個(gè)頻段， 頻段和 896/915MHz 頻帶。 ZigBee 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有如下幾種，即星型網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和簇狀網(wǎng)絡(luò)。 ? 通過 IAR 集成開發(fā)環(huán)境分別對(duì)相應(yīng)傳感器協(xié)議棧的編譯及其仿真，成功后燒入ZigBee 開發(fā)板，并連接串口線，最終分別實(shí)現(xiàn) LCD 和串口的雙向顯示的結(jié)果。 藍(lán)牙 ZigBee 功耗設(shè)計(jì)復(fù)雜度成本 數(shù)據(jù)速率 圖 12 ZigBee、藍(lán)牙以及 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 ZigBee 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 ZigBee 技術(shù)是基于小型無線網(wǎng)絡(luò)來開發(fā)的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，特別是 ZigBee 協(xié)議逐漸成熟， ZigBee 技術(shù)在智能家居和工業(yè)、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化方面有較大的應(yīng)用前景。 ZigBee 最終目標(biāo)就是要建立一個(gè)像手機(jī)一樣到處都有的傳感網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制領(lǐng)域中為最佳使用平臺(tái)，同時(shí)也可以鑲嵌到各種設(shè)備中或者單獨(dú)使用。 藍(lán)牙、 ZigBee 和 IEEE 協(xié)議的工作的無線通信標(biāo)準(zhǔn)都是 頻段無線通信標(biāo)準(zhǔn)。 這些年來，無線傳感快速的發(fā)展起來，在這期間也出現(xiàn)了多種無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，比如 WiFi、 Bluetooth，不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的是不同的應(yīng)用領(lǐng)域，比如，Wireless USB 主要用于視頻數(shù)據(jù)的傳輸?shù)龋?WiFi主要用于大量數(shù)據(jù)的傳輸。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 3）其它 摘 要 ZigBee 是基于 標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個(gè)域網(wǎng)協(xié)議，該協(xié)議擁有近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點(diǎn)。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。 ZigBee 協(xié)議從下到上分別為物理層 (PHY)、媒體訪問控制層 (MAC)、傳輸層 (TL)、網(wǎng)絡(luò)層 (NWK)、應(yīng)用層 (APL)等。 如今這個(gè)時(shí)代，正是物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展進(jìn)步的時(shí)候， ZigBee 作為非常實(shí)用的無線技術(shù)，也正在高速有效的發(fā)展著，在這種情況下，已經(jīng)出現(xiàn)的各種無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也越來越具有規(guī)范性，這些協(xié)議當(dāng)中， ZigBee20xx 是目前物聯(lián)網(wǎng)中使用人數(shù)最多、使用范圍最廣、推廣最好的一種協(xié)議，現(xiàn)在我們用的最多的是 SoC 芯片 CC2530，這是德州儀器公司推出的完全兼容該協(xié)議的芯片，目前環(huán)境下使用這種芯片的人也最多。 ? ZigBee 就是一種短距離的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，它主要用于傳輸控制數(shù)據(jù)，因?yàn)槭强刂茢?shù)據(jù)，所以相對(duì)來說，數(shù)據(jù)量比較小，比較使用于小型辦公網(wǎng)絡(luò)及智能家居的控制系統(tǒng)。 1. 功耗低： ZigBee 技術(shù)擁有三種節(jié)約電量的模式，可以確保一節(jié)電池讓其使用 6個(gè)月到兩年的工作時(shí)間。 在農(nóng)業(yè)方面，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè) 中，人們沿襲了老習(xí)慣，使用的不具備通信能力并且單獨(dú)的機(jī)械設(shè)備，仍然是人工檢查農(nóng)田的土質(zhì)、作物的生長(zhǎng)等，假如我們?cè)谶@當(dāng)中應(yīng)用上ZigBee 技術(shù)，便可以很容易地監(jiān)控作物各個(gè)的生長(zhǎng)階段，使用 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，我們便能在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸傳感器的數(shù)據(jù)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 2章 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)分析與設(shè)計(jì) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要分析 ZigBee 技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)適用于具有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)多、占地面積小、數(shù)據(jù)量較小，傳輸質(zhì)量可靠、功耗低、成本低這些特點(diǎn)的環(huán)境，因此，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、無線抄 表、智能家居、智能小區(qū)、工業(yè)控制等領(lǐng)域，很明顯的有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此， ZigBee 的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要同時(shí)完成感知、網(wǎng)絡(luò)支持、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的任務(wù)。無線頻段需要一個(gè)比較好的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力較好。 本設(shè)計(jì)選用的是德州儀器公司的 ZigBee芯片 CC2530f256，它的工作頻段是 ，滿足 規(guī)范，是目前眾多 ZigBee 設(shè)備產(chǎn)品中性能最出色的微處理器之一。 CC2530 具有 4 種不 同 flash 版本， 它們 分別是CC2530F32/64/128/256，分別也具有 32/64/128/256KB Flash 存儲(chǔ)器。其中，主時(shí)鐘晶振采用 32MHz 無緣晶振以及 時(shí)鐘晶振；無線 RF 模塊外圍電路采用巴比倫的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，天線使用 50 歐 ?，F(xiàn)在市面上還有增強(qiáng)型 PA 版，自動(dòng)重連距離可達(dá) 400 米至 20xx 米。 圖 35 cc debugger仿真器 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 功能特點(diǎn) ? 底板尺寸： 15*10cm ? 串口通訊：自帶 USB 轉(zhuǎn)串口功能（ PL2303） ? 供電方式：采用方口 USB 接口、 電源座、無電池插槽 ? 功能接口： Debug 接口，兼容 TI 標(biāo)準(zhǔn)仿真工具，引出所有 IO 口，常用串口引腳以及 5V/ 引腳 ? 功能按鍵： 1 個(gè)復(fù)位， 2 個(gè)普通按鍵 ? 傳感器：煙霧傳感器、溫度傳感器 DS18B溫濕度傳感器、光敏傳感器以及紅外熱釋電傳感器 ? 其他：繼電器、 RFID IC 卡、 LCD12864 LCD12864 圖 36 ZigBee開發(fā)板 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 如圖 37 所示， LCD12864 顯示區(qū)域是 128*64 的點(diǎn)陣，每個(gè)點(diǎn)都能發(fā)光，可顯示ASCII 碼。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變起外觀。 ( 3 )在使用中不需要任何外圍元件。 [5] 煙霧傳感器 煙霧傳感器是通過監(jiān)測(cè)煙霧濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的，煙霧報(bào)警器內(nèi)部采用離子式延煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)比較先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運(yùn)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能優(yōu)于氣敏電阻累的火災(zāi)報(bào)警器 [6]。協(xié)議棧是協(xié)議的具體體現(xiàn)形式，通俗點(diǎn)來理解就是協(xié)議棧是協(xié)議和用戶之間的一個(gè)接口，開發(fā)人員通過協(xié)議棧來使用這個(gè)協(xié)議的。 要實(shí)現(xiàn)溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集，首先編譯裸機(jī)程序，然后將編譯好的裸機(jī)程序復(fù)制到協(xié)議棧資源目錄 Source 文件夾下，在協(xié)議棧的 APP 目 錄樹下新建一個(gè) 文件，然后進(jìn)行協(xié)議棧編譯。 最后在 EndDevice 的點(diǎn)播發(fā)送函數(shù)將溫度信息發(fā)送出去。如圖 圖 48 LCD 及其串口打印結(jié)果 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 煙霧傳感器仿真 由于傳感器所有仿真在協(xié)議棧的編譯大致相同，所以就不一一列出。 向協(xié)調(diào)器發(fā)送 “1”來代表控制繼電器。在智能公交系統(tǒng)所涉及的各種技術(shù)中，無線通信技術(shù)尤為引