【正文】 er）、 AES128協(xié)同處理器、看門(mén)狗定時(shí)器（ Watchdog timer）、 32 kHz 晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路 (Power On Reset)、掉電檢測(cè)電路 (Brown out detection)，以及 21 個(gè)可編程 I/O 引腳。本系統(tǒng)采用 TI 提供的 ZigBee20xx 協(xié)議棧 ZStack,在 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)物理層 (PHY)和媒體訪問(wèn)控制層 (MAC)基礎(chǔ) 上增加了網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層和安全服務(wù)規(guī)范 ,是一種較好的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)組建方案。一個(gè)設(shè)備允許最多 240 個(gè)用戶自定義應(yīng)用對(duì)象，分別指定在端點(diǎn) l 至端點(diǎn) 240 上。 應(yīng)用層（含應(yīng)用接口層） 用戶 安全層 ZigBee 聯(lián)盟 網(wǎng)絡(luò)層 MAC 層 IEEE 物理層 圖 32 ZigBee 協(xié)議棧結(jié)構(gòu) ZigBee 協(xié)議由物理層 (PHY)、介質(zhì)訪問(wèn)控制子層 (MAC)、網(wǎng)絡(luò)層 (NWK)，應(yīng)用層(APL)及安全服務(wù)提供層 (SSP)五塊內(nèi)容組成。作為混合信號(hào)和數(shù)字技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者， TI 創(chuàng)新生產(chǎn)的 MSP430，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠在保持獨(dú)一無(wú)二的低功率的同時(shí)同步連接至模擬信號(hào)、傳感器和數(shù)字組件。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。 選題研究的目的和意義 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)按照 傳輸范圍來(lái)劃分，可分為無(wú)線廣域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)和無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)。無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)即短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，典型的短距離無(wú)線傳輸技術(shù)有：藍(lán)牙（ Bluetooth）、 ZigBee、 WiFi 等。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線性度較好。但在溫度采集和實(shí)施控制這個(gè)重要的場(chǎng)合低功耗相對(duì)來(lái)說(shuō)顯得就不是那么重要了，而應(yīng)該考慮它的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，同時(shí)對(duì)比 STC89C52 能夠在性 能和資源都可以到達(dá)一個(gè)最佳的狀態(tài)，可延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 以避免用 MSP430 的不必要的資源浪費(fèi)。其中 PHY 層和 MAC 層標(biāo)準(zhǔn)由 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)定義， MAC 層之上的 NWK 層， APL 層及 SSP 層，由 ZigBee 聯(lián)盟的 ZigBee標(biāo)準(zhǔn)定義。 ZDO 可以看成是指配到端點(diǎn) O 上的一個(gè)特殊的應(yīng)用對(duì)象，被所有 ZigBee設(shè)備包含，是所有用戶自定義的應(yīng)用對(duì)象調(diào)用的一個(gè)功能集，包括網(wǎng)絡(luò)角色管理，綁定管理，安全管理等。 ZigBee 設(shè)備類型按網(wǎng)絡(luò)功能分為三種 :協(xié)調(diào)器、路由器、終端。 CC2530 芯片采用 μm CMOS 工藝生產(chǎn)；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于 27mA 或 25 mA。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。在使用 8 位地址（如 movx ri）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 RST—— 復(fù)位輸入。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊?？?體上，本設(shè)計(jì)基本完成了預(yù)期的目標(biāo)和要求。工作順利，身體健康。通過(guò) CC2530 芯片搭建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并采集節(jié)點(diǎn)的溫度值。 4 主程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，即發(fā)射部分和接收部分。 ALE/PROG—— 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫(xiě) “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 可以作為輸入口使用。 STC89C52 單片機(jī)的介紹 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 本系統(tǒng)中主節(jié)點(diǎn)被初始化為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。 安全服務(wù)提供者 SSP(Security Service Provider)向 NWK 層和 APS 層提供安全服務(wù)。 PHY 層定義了無(wú)線射頻應(yīng)該具備的特征，提供了 、902MHz928MHz 和 2400MHz24835MHz 三種不同的頻段，分別支持 20kbps、 40kbps和 250kbps 的傳輸速率， 1 個(gè)、 10 個(gè)以及 16 個(gè)不同的信道Ⅲ。 系統(tǒng)整體介紹 本設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)以 STC89C52 單片機(jī)為核心，通過(guò)溫度傳感器、單片機(jī)、 Zigbee 無(wú)線模塊，完成對(duì)溫度的采集與顯示。 DS18B20 的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì) DS1820 和微控制器 STC89C52 構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置，它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào)，可直接與計(jì)算機(jī)連接。 WiFi 雖然傳輸速度較快，傳輸距離達(dá)到 100 米，但是其價(jià)格偏高，功耗較大，組網(wǎng)能力較差。但是在一些特定環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)環(huán)境范圍大 ,測(cè)點(diǎn)距離遠(yuǎn) ,布線很不方便。即使能實(shí)現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件 實(shí)現(xiàn)的難度。另外 STC89C52 在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。 ZigBee 聯(lián)盟成立用于 20xx 年，定義了 ZigBee 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 （ NWK）、應(yīng)用層（ APL）和安全服務(wù)規(guī)范。 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(duì)。網(wǎng)絡(luò)中所有的父節(jié)點(diǎn)需要為自己的子節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)幀，所有子節(jié)點(diǎn)的大多數(shù)時(shí)間都處于休眠狀態(tài)，周期性的醒來(lái)與父節(jié)點(diǎn)握手以確認(rèn)自己仍處于網(wǎng)絡(luò)中，并向父節(jié)點(diǎn)提取數(shù)據(jù)，其從休眠模式轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)傳輸模式一般只需要 15ms。 CC2530 是一款功耗相當(dāng)?shù)偷膯纹瑱C(jī)，功耗模式 3 下電流消耗僅 A，在 32 k 晶體時(shí)鐘下運(yùn)行，電流消耗小于 1μ A。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ iil）。 WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 )。 flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VCC，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VCC。網(wǎng)絡(luò)功能方面，充分發(fā)揮了 ZigBee 的強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)健壯。 這里還要特別感謝在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給我莫大幫助的老師和同學(xué)，在百忙之中抽時(shí)間為我解決遇到的問(wèn)題，在此表示衷心的感謝。 由于本設(shè)計(jì)是以當(dāng)下較為流行的 ZigBee 無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)的， ZigBee 技術(shù)具有 近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本 等優(yōu)點(diǎn)，因而成本和功耗方面的是本設(shè)計(jì)的一大優(yōu)勢(shì)。 圖 41 軟件設(shè)計(jì)流程圖 系統(tǒng)測(cè)試步驟 檢查開(kāi)發(fā)板電源、串口線以及外擴(kuò)設(shè)備連接是否正常。 對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 P3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8