【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、成本低、功耗低、體積小等特點(diǎn)。 LC7461彩電遙控器實(shí)物圖LC7461遙控器由發(fā)射和接收信號(hào)兩大功能，應(yīng)用編/解碼專(zhuān)用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作。 發(fā)射信號(hào)的過(guò)程 接收信號(hào)的過(guò)程 串口電路設(shè)計(jì)CC2430的USART是串行通信接口[18][19]，可以運(yùn)行異步UART模式也可以運(yùn)行同步SPI模式。要實(shí)現(xiàn)CC2430的輸出信號(hào)能與上位機(jī)進(jìn)行通訊，利用上位機(jī)配置的異步通訊適配器，可以很方便的實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)通信。一般情況下，采用相對(duì)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。UART模式可以進(jìn)行全雙工異步傳送數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)時(shí)不影響發(fā)送功能。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。 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(jiǎn)單的電容，就可以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換功能。本設(shè)計(jì)電路原理圖由兩部分組成，即無(wú)線(xiàn)終端下位機(jī)整機(jī)電路圖和上位機(jī)電路圖，整機(jī)電路圖見(jiàn)附錄A。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，使用TI公司開(kāi)發(fā)的ZStack協(xié)議棧，用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序。 終端測(cè)量節(jié)點(diǎn)加入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備上電工作前，首先要經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)初始化[20]，需要調(diào)用ZDO層的初始化函數(shù)，然后設(shè)置初始化事件，設(shè)備對(duì)象的任務(wù)事件負(fù)責(zé)處理初始化函數(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)初始化這一事件進(jìn)行相應(yīng)的處理，并根據(jù)事件情況，調(diào)用網(wǎng)絡(luò)層發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求函數(shù)，執(zhí)行相關(guān)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)作后，NWK層將發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的消息傳送至ZDO層，ZDO接收到消息后，自動(dòng)修改設(shè)備狀態(tài)，將執(zhí)行請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)事件，隨后NWK層將接收到請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)反饋，將加入網(wǎng)絡(luò)指示消息再次傳送給ZDO層，ZDO層接收到消息后，自動(dòng)修改設(shè)備狀態(tài)，任務(wù)事件處理函數(shù)執(zhí)行ZDO的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)事件，啟動(dòng)搜索功能，尋找在應(yīng)用層注冊(cè)的端點(diǎn)號(hào)，即終端設(shè)備組網(wǎng)過(guò)程結(jié)束[21]。 終端設(shè)備組網(wǎng)流程圖 終端節(jié)點(diǎn)信號(hào)采集本設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)采集主要是對(duì)溫度傳感器和煙霧傳感器的信號(hào)數(shù)據(jù)采集[22]。溫度傳感器采集到的溫度信號(hào)可以直接輸出數(shù)字量，但是煙霧傳感器MQ2采集的煙霧濃度是模擬量的形式，需要將MQ2的輸出端接CC2430芯片的ADC輸入端，CC2430芯片內(nèi)部的ADC將模擬量的信號(hào)進(jìn)行換算即可得到相應(yīng)的實(shí)際數(shù)據(jù)。：傳感器組上電后，要初始化設(shè)備，接下來(lái)選擇通訊通道，CC2430無(wú)線(xiàn)傳輸模塊準(zhǔn)備接收信號(hào)，調(diào)用ZigBee協(xié)議應(yīng)用層函數(shù)[23]，自動(dòng)判斷是否接收請(qǐng)求，如果系統(tǒng)不接收請(qǐng)求，將返回上層，繼續(xù)準(zhǔn)備接收信號(hào)；如果接收請(qǐng)求，系統(tǒng)再次判斷本次請(qǐng)求是否合法，若系統(tǒng)判斷本次請(qǐng)求不合法，也將繼續(xù)返回準(zhǔn)備接收信號(hào)階段；若請(qǐng)求合法，將驅(qū)動(dòng)無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備，傳感器組開(kāi)始采集信號(hào)，發(fā)送采集的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。當(dāng)系統(tǒng)判斷采集、發(fā)送工作完成之后，無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備將暫停采集工作。 信號(hào)采集流程圖，系統(tǒng)在接收到合法請(qǐng)求的情況下才會(huì)開(kāi)始采集發(fā)送數(shù)據(jù)，而且只有一幀數(shù)據(jù)采集結(jié)束之后才會(huì)進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)采集。 數(shù)據(jù)傳送本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的煙霧溫度傳感系統(tǒng)主要功能是通過(guò)溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器MQ2測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的溫度和煙霧濃度，將采集到的數(shù)據(jù)由ZigBee發(fā)送模塊發(fā)送到檢測(cè)中心的接收模塊，再經(jīng)過(guò)串口上傳到PC機(jī)。 數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖 數(shù)據(jù)接收流程圖，無(wú)論是接收或者發(fā)送的數(shù)據(jù)的時(shí)候首先初始化模塊，避免數(shù)據(jù)傳輸混亂，只有控制器收到接收或者發(fā)送的命令時(shí)才會(huì)開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這更保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。 系統(tǒng)主流程 主程序流程圖，系統(tǒng)上電后，關(guān)閉中斷，初始化ZigBee協(xié)議Stack RAM、各硬件的I/O口、HAL層驅(qū)動(dòng)、CC2430芯片的FLASH以及數(shù)據(jù)鏈路層[24]，系統(tǒng)自動(dòng)分配64位長(zhǎng)地址，然后讀取CC2430的所有任務(wù)條目，繼續(xù)初始化操作系統(tǒng)抽象層，打開(kāi)總中斷，設(shè)置定時(shí)器，操作系統(tǒng)抽象層任務(wù)輪回循環(huán)，系統(tǒng)做一次判斷，是否有事件發(fā)生，如果判斷結(jié)果是“否”，系統(tǒng)將自動(dòng)返回上一層，若結(jié)果是有事件發(fā)生，系統(tǒng)將再次判斷發(fā)生的事件是否有優(yōu)先級(jí)別，若有優(yōu)先級(jí)別，系統(tǒng)將調(diào)用事件處理程序，調(diào)用處理之后，最后判斷是否完成，如果完成，本次工作將完成，系統(tǒng)自動(dòng)終止任務(wù)，若未完成，系統(tǒng)將自動(dòng)返回，再進(jìn)行判斷是否有事件發(fā)生。由于本設(shè)計(jì)程序較長(zhǎng)，調(diào)試過(guò)程中做了詳盡的注釋?zhuān)敿?xì)的程序見(jiàn)附錄B。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(hào)采集，在終端可以?huà)旖佣鄠€(gè)煙霧傳感器和溫度傳感器，通過(guò)編寫(xiě)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)。但在做實(shí)物實(shí)驗(yàn)板時(shí)，為了節(jié)省成本，終端只掛接了一個(gè)相應(yīng)的傳感器，進(jìn)行本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可行性測(cè)試。 無(wú)線(xiàn)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(duì)建筑物內(nèi)煙霧和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，上位機(jī)顯示實(shí)測(cè)信息，可以設(shè)置報(bào)警方式，本系統(tǒng)的上位機(jī)畫(huà)面顯示以組態(tài)王[25]軟件為依托，本著實(shí)用簡(jiǎn)單，人機(jī)結(jié)合的觀(guān)念設(shè)計(jì)的。，在組態(tài)王軟件的工程管理器對(duì)話(huà)框下新建一個(gè)工程，名為溫度監(jiān)控系統(tǒng)。在新建的工程路徑下，生成的數(shù)據(jù)文件不能直接修改。本系統(tǒng)需要建立一個(gè)上位機(jī)監(jiān)控中心，現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)可以直觀(guān)的顯示在監(jiān)控界面上。，顯示的是溫度監(jiān)控畫(huà)面，表明實(shí)時(shí)溫度為240C。本系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警溫度為350C，若現(xiàn)場(chǎng)溫度超過(guò)設(shè)定的閾值后，組態(tài)王軟件內(nèi)有COM包，可以實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警功能，可以設(shè)置和修改報(bào)警電話(huà)號(hào)碼。若現(xiàn)場(chǎng)采集的信息沒(méi)有超過(guò)設(shè)定的閾值，本系統(tǒng)也可以定時(shí)給工作人員發(fā)送短信，如“運(yùn)行正常！”等信息，實(shí)時(shí)報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。，可以通過(guò)上位機(jī)鍵盤(pán)輸入，修改設(shè)定的報(bào)警閾值。各個(gè)畫(huà)面可以通過(guò)畫(huà)面中設(shè)定的按鈕，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面之間的隨意切換，人性化的界面設(shè)計(jì)，顯示的現(xiàn)場(chǎng)信息易讀易懂，可以迎合用戶(hù)的使用心理，具有極大的市場(chǎng)前景。 新建工程 溫度監(jiān)控畫(huà)面 修改報(bào)警電話(huà) 通訊界面 上位機(jī)主界面6 抗干擾設(shè)計(jì) 存在的干擾表現(xiàn)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)物的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)影響本系統(tǒng)可靠性和安全性[26]的主要原因有系統(tǒng)內(nèi)部其他電器和附近工作環(huán)境中的電器干擾，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，元器件型號(hào)的選擇、聯(lián)接和工作環(huán)境條件等，這些諸多因素對(duì)本系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，主要表現(xiàn)在下列四個(gè)方面：（1） 傳感器采集的數(shù)據(jù)誤差比出廠(chǎng)規(guī)定的大（2） 控制系統(tǒng)的狀態(tài)靈活性較低（3） 數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中受到干擾從而發(fā)生變化（4） 系統(tǒng)程序在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生失?，F(xiàn)象 抑制干擾的措施工作時(shí)間較長(zhǎng)，各元器件可能由于空氣中灰塵和室內(nèi)溫濕度等外界因素的影響，必然會(huì)影響信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)的傳送，因此要求整個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)必須具有較強(qiáng)的抗干擾[27]能力。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)傳感系統(tǒng)的可靠性要求主要包括以下四個(gè)方面：（1） 選擇抗干擾性強(qiáng)的元器件（2） 元器件之間的聯(lián)接要求焊接精細(xì)（3） 采用硬件抗干擾技術(shù)，如濾波、屏蔽、接地等抑制干擾技術(shù)。（4） 采用軟件抗干擾技術(shù)，如采用ZigBee技術(shù)中的直序擴(kuò)頻技術(shù)，使原本高功率、窄頻率的信道擴(kuò)為低功耗、寬頻率[22]。結(jié) 論通過(guò)前期的資料查詢(xún)，后期的硬件選型和設(shè)計(jì)以及軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試，基于ZigBee技術(shù)的煙霧溫度傳感系統(tǒng)基本上達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)方案中預(yù)期的結(jié)果，主要包括以下幾個(gè)部分：（1） 組建一個(gè)ZigBee煙霧溫度自動(dòng)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由PC機(jī)、無(wú)線(xiàn)通訊模塊以及含有傳感器和報(bào)警器的無(wú)線(xiàn)終端構(gòu)成。終端傳感器為溫度傳感器DS18B20及煙霧傳感器MQ2等，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以將終端傳感器采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到控制臺(tái)系統(tǒng)。（2） 控制臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hào)，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。當(dāng)某一信息超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，CC2430接收模塊可以驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)終端下位機(jī)的聲光報(bào)警。（3） 通過(guò)ZigBee煙霧溫度自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂婆_(tái)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(jiǎn)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。參 考 文 獻(xiàn)[1] 張輝, 陳古典. 基于物聯(lián)網(wǎng)的城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 信息化研究, 2010, 36(10): 5558[2] 張翔. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)研究[J]. 防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào), 2011,13(1): 5155[3] 段勝安, 葛泉波, 杜明. 新型智能消防系統(tǒng)的硬件平臺(tái)構(gòu)建與研發(fā)[J]. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展, 2011,48(2): 284289[4] 施邦平. 基于ZigBee的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在滅火救援中的應(yīng)用[J]. 消防科學(xué)與技術(shù), 2009, 28(2): 24[5] 劉靜, 趙望達(dá). 基于ZigBee技術(shù)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用, :5659[6] 周怡寤, 凌志浩, 吳勤勤. 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