【正文】 //發(fā)送模式 } endififdef B //B發(fā)送器 { = SPC_RECEIVER。 k=1。 //開總中斷 TR0=1。 //煙感I/O口置為低電平 MCU_IO_DIR_OUTPUT(HAL_BOARD_IO_WD_1_PORT, HAL_BOARD_IO_WD_7_PIN)。 //關(guān)閉不用的RC振蕩器 PERCFG = 0x00。（3） 通過ZigBee煙霧溫度自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對含有傳感器的終端及進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的攜帶終端設(shè)備的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂婆_系統(tǒng)。 無線終端采集下位機(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)可以實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)煙霧和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，上位機(jī)顯示實(shí)測信息，可以設(shè)置報(bào)警方式，本系統(tǒng)的上位機(jī)畫面顯示以組態(tài)王[25]軟件為依托，本著實(shí)用簡單，人機(jī)結(jié)合的觀念設(shè)計(jì)的。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)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)無線傳感系統(tǒng)監(jiān)測到的室內(nèi)環(huán)境超過設(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。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)場出現(xiàn)狀況，然后將異樣的信號發(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。 無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，開發(fā)工具強(qiáng)大，方便實(shí)用。Freescale的無線射頻模塊是兩個(gè)芯片通過SIP(系統(tǒng)級封裝)實(shí)現(xiàn)的，使用過程中會出現(xiàn)通訊問題，不利于大量生產(chǎn)。下面將簡要介紹ZigBee技術(shù)在無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]。目前ZigBee技術(shù)應(yīng)用較廣，其技術(shù)相對成熟，將ZigBee技術(shù)融入到無線通信技術(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]。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 業(yè) 自動(dòng)化 班 級 儀器0901 學(xué) 生 5645136 學(xué) 號 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、無需布線、相互之間沒有電氣干擾等優(yōu)點(diǎn)，極大的迎合了公眾的節(jié)能，使用方便的需求心理。目前國外最大的無線報(bào)警系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家是美國松柏公司（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，是一種高科技的無線安保系統(tǒng)。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。相對于前兩家公司生產(chǎn)的無線射頻模塊而言，TI公司推出的ZigBee無線單片機(jī)系列芯片性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉，便于使用。 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。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)中的無線終端設(shè)備，接收模塊相當(dāng)于協(xié)調(diào)器。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。 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。 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)簡單的電容，就可以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換功能。，在組態(tài)王軟件的工程管理器對話框下新建一個(gè)工程，名為溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 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。 P0SEL = 0X3C。 //溫度傳感器IO口方向設(shè)置為輸入HAL_WD_CLR()。 //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。 for(i=0。 //本地地址 remoteAddr = MAIN_CONTROL。 //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()。 //等待RF數(shù)據(jù)包接收時(shí)用的。void work()。 //初始化RF main_receiveMode()。i++) { for(j=0。 //開外部中斷0 EA=1。 //18B20溫度采集MCU_SMOKE_CAIJI(HAL_BOARD_SMOKE_0_PORT,HAL_BOARD_SMOKE_0_PIN)。 //UART模式，無奇偶校驗(yàn) P2DIR amp。該設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)選題、方案設(shè)計(jì)、實(shí)物制作直至論文的最后寫作的過程中，無不凝結(jié)著王老師的心血和汗水，同時(shí)也承載了王老師的關(guān)懷和期待。本系統(tǒng)需要建立一個(gè)上位機(jī)監(jiān)控中心，現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)可以直觀的顯示在監(jiān)控界面上。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，使用TI公司開發(fā)的ZStack協(xié)議棧，用C語言編寫程序。若選擇使用并口通訊模式，可以讓PSB一直處于高電平狀態(tài)，也可以將模塊上的J8和“VCC”用焊錫短接。在CC2430的內(nèi)部使用了發(fā)送接收開關(guān)電路，本系統(tǒng)中使用的兩片CC2430芯片，可以相互配合實(shí)現(xiàn)接收終端傳感器采集的信號后，經(jīng)無線傳輸模塊，將現(xiàn)場采集的信號發(fā)送至接收模塊，再經(jīng)RS232串口通訊，將處理后的信息傳到上位機(jī)。CC2430[14]內(nèi)部的振蕩信號即可以來自外接電路的有源晶體，也可以來自芯片內(nèi)部電路。多個(gè)DS18B20芯片可以掛接在一條總線上，無需任何外加硬件，直接構(gòu)成多點(diǎn)溫度監(jiān)測系統(tǒng)，這種特性使得DS18B20的應(yīng)用場合較廣。電路設(shè)計(jì)簡單，整個(gè)系統(tǒng)使用方便，易于維修。結(jié)合建筑物內(nèi)煙霧溫度無線傳感系統(tǒng)的應(yīng)用，星型結(jié)構(gòu)(Star)和樹狀結(jié)構(gòu)(Tree)適合該應(yīng)用背景。國內(nèi)市場上也已經(jīng)推出了多種無線通信傳感系統(tǒng)，例如基于藍(lán)牙技術(shù)的無線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)[7]、基于ZigBee的家居安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[8]、基于ZigBee和以太網(wǎng)的大學(xué)生宿舍防火防盜監(jiān)控系統(tǒng)[9]等。采用CC2430模塊通過ZigBee協(xié)議實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)數(shù)據(jù)的無線收發(fā)功能。然而目前市場上涌現(xiàn)的監(jiān)控系統(tǒng)多采用有線通信，系統(tǒng)成本較高，布線繁瑣，系統(tǒng)擴(kuò)展性能差，線路老化快，抗干擾能力差，因此有線傳感系統(tǒng)故障率和誤報(bào)警率較高[2]。2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用融入ZigBee的無線傳輸技術(shù)，設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警安防系統(tǒng)，其主要功能是傳感器能夠檢測建筑物內(nèi)的煙霧濃度和溫度，然后將采集到的信號經(jīng)過無線傳感系統(tǒng)發(fā)送到CC2430芯片內(nèi)部集成的8051內(nèi)核，內(nèi)部微處理器作出相應(yīng)的判斷和處理，處理后的信號再由無線發(fā)射模塊傳送至上位機(jī)，上位機(jī)顯示各個(gè)傳感器組上采集到的信息，若煙霧濃度或者溫度超過系統(tǒng)設(shè)定的閾值，CC2430芯片內(nèi)部集成的8051內(nèi)核將驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警控制器，發(fā)出報(bào)警信號。相比較而言Jennic公司的芯片內(nèi)部無法存放用戶程序，只有ROM(只讀存儲器)，系統(tǒng)若要實(shí)現(xiàn)存儲程序的功能，必須要外加一個(gè)EEPROM，用戶所用的全部程序必須存儲在這個(gè)外加的EEPROM內(nèi)。此外MCS51系列芯片誕生了30多年，為用戶所熟知。多個(gè)測量節(jié)點(diǎn)與測控中心建立無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將測量節(jié)點(diǎn)采集的信號通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳到監(jiān)控中心。 CC2430的部件結(jié)構(gòu) ，CC2430芯片的集成度較高，主要分為三大部分，即CPU模塊，無線模塊，電源和時(shí)鐘分布模塊。其中滑動(dòng)變阻器R7的阻值為20K，其作用是用來調(diào)節(jié)輸出的電壓信號的大小。一般情況下，采用相對應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換器就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，最常用的RS—232電平轉(zhuǎn)換器是MAXIM公司生產(chǎn)的MAX3232芯片。5 系統(tǒng)性能調(diào)試 終端實(shí)驗(yàn)板本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是多點(diǎn)信號采集，在終端可以掛接多個(gè)煙霧傳感器和溫度傳感器，通過編寫ZigBee協(xié)議程序，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)。（2） 控制臺可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以顯示各個(gè)終端傳感器采集到的數(shù)據(jù)及采集時(shí)間，當(dāng)某一采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)超出閥值時(shí)可以發(fā)出報(bào)警信號，并可以在PC機(jī)上定位顯示出該采集點(diǎn)的終端，可以設(shè)定終端傳感器觸發(fā)報(bào)警的閥值。 //等待系統(tǒng)時(shí)鐘轉(zhuǎn)化 while (CLKCONSTA != 0X00)。 //聲光報(bào)警}endififdef B //B發(fā)送器 { MCU_IO_DIR_OUTPUT(HAL_BOARD_IO_YANGAN_0_PORT,HAL_BOARD_IO_YANGAN_0_PIN)。 ET0=1。 }}/****************************************************************************** 處理紅外數(shù)據(jù)*****************************************************************************/void calculate_irtime(){ uchar i,j,k。 //遠(yuǎn)程地址 initRfTest()。 //接收完成標(biāo)志uchar calculate_ok。uint8 dataBuffer[APP_PAYLOAD_LENGTH] = {0}。//RF函數(shù)聲明void main_receiveMode(void)。 //遠(yuǎn)程地址 initRfTest()。 if(irtime[k]6) value=value|0x80。 irtime[bitnum]=irtime_count。 //煙感I/O口置為低電平 MCU_IO_DIR_OUTPUT(HAL_BOARD_IO_WD_1_PORT, HAL_BOARD_IO_WD_7_PIN)。 U0BAUD |= 0x3B。所有的這一切都是我一生的財(cái)富，感謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我?guī)淼木薮笫斋@。若現(xiàn)場采集的信息沒有超過設(shè)定的閾值，本系統(tǒng)也可以定時(shí)給工作人員發(fā)送短