【文章內(nèi)容簡介】 、成本低、功耗低、體積小等特點。 LC7461彩電遙控器實物圖LC7461遙控器由發(fā)射和接收信號兩大功能，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作。 發(fā)射信號的過程 接收信號的過程 串口電路設(shè)計CC2430的USART是串行通信接口[18][19]，可以運行異步UART模式也可以運行同步SPI模式。要實現(xiàn)CC2430的輸出信號能與上位機(jī)進(jìn)行通訊，利用上位機(jī)配置的異步通訊適配器，可以很方便的實現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)通信。一般情況下，采用相對應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換器就可以實現(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)時不影響發(fā)送功能。本設(shè)計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)，外部只需要幾個簡單的電容，就可以實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換功能。本設(shè)計電路原理圖由兩部分組成，即無線終端下位機(jī)整機(jī)電路圖和上位機(jī)電路圖，整機(jī)電路圖見附錄A。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計，使用TI公司開發(fā)的ZStack協(xié)議棧，用C語言編寫程序。 終端測量節(jié)點加入無線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備上電工作前，首先要經(jīng)過節(jié)點初始化[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)備對象的任務(wù)事件負(fù)責(zé)處理初始化函數(shù)，對網(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)請求函數(shù)，執(zhí)行相關(guān)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動作后，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，自動修改設(shè)備狀態(tài)，將執(zhí)行請求加入網(wǎng)絡(luò)事件，隨后NWK層將接收到請求加入網(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，啟動搜索功能，尋找在應(yīng)用層注冊的端點號，即終端設(shè)備組網(wǎng)過程結(jié)束[21]。 終端設(shè)備組網(wǎng)流程圖 終端節(jié)點信號采集本設(shè)計中的數(shù)據(jù)采集主要是對溫度傳感器和煙霧傳感器的信號數(shù)據(jù)采集[22]。溫度傳感器采集到的溫度信號可以直接輸出數(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將模擬量的信號進(jìn)行換算即可得到相應(yīng)的實際數(shù)據(jù)。：傳感器組上電后，要初始化設(shè)備，接下來選擇通訊通道，CC2430無線傳輸模塊準(zhǔn)備接收信號，調(diào)用ZigBee協(xié)議應(yīng)用層函數(shù)[23]，自動判斷是否接收請求，如果系統(tǒng)不接收請求，將返回上層，繼續(xù)準(zhǔn)備接收信號；如果接收請求，系統(tǒng)再次判斷本次請求是否合法，若系統(tǒng)判斷本次請求不合法，也將繼續(xù)返回準(zhǔn)備接收信號階段；若請求合法，將驅(qū)動無線終端設(shè)備，傳感器組開始采集信號，發(fā)送采集的現(xiàn)場環(huán)境。當(dāng)系統(tǒng)判斷采集、發(fā)送工作完成之后，無線終端設(shè)備將暫停采集工作。 信號采集流程圖，系統(tǒng)在接收到合法請求的情況下才會開始采集發(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)計的煙霧溫度傳感系統(tǒng)主要功能是通過溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器MQ2測量各測點的溫度和煙霧濃度，將采集到的數(shù)據(jù)由ZigBee發(fā)送模塊發(fā)送到檢測中心的接收模塊，再經(jīng)過串口上傳到PC機(jī)。 數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖 數(shù)據(jù)接收流程圖，無論是接收或者發(fā)送的數(shù)據(jù)的時候首先初始化模塊，避免數(shù)據(jù)傳輸混亂，只有控制器收到接收或者發(fā)送的命令時才會開始進(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、CC2430芯片的FLASH以及數(shù)據(jù)鏈路層[24]，系統(tǒng)自動分配64位長地址，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，打開總中斷，設(shè)置定時器，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)先級別，若有優(yōu)先級別，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)自動終止任務(wù)，若未完成，系統(tǒng)將自動返回，再進(jìn)行判斷是否有事件發(fā)生。由于本設(shè)計程序較長，調(diào)試過程中做了詳盡的注釋，詳細(xì)的程序見附錄B。5 系統(tǒng)性能調(diào)試 終端實驗板本系統(tǒng)設(shè)計的是多點信號采集，在終端可以掛接多個煙霧傳感器和溫度傳感器，通過編寫ZigBee協(xié)議程序，運用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多點組網(wǎng)。但在做實物實驗板時，為了節(jié)省成本，終端只掛接了一個相應(yīng)的傳感器，進(jìn)行本設(shè)計系統(tǒng)的可行性測試。 無線終端采集下位機(jī)實驗板 上位機(jī)界面基于ZigBee技術(shù)的煙霧溫度傳感系統(tǒng)可以實現(xiàn)對建筑物內(nèi)煙霧和溫度的實時監(jiān)測，上位機(jī)顯示實測信息，可以設(shè)置報警方式，本系統(tǒng)的上位機(jī)畫面顯示以組態(tài)王[25]軟件為依托，本著實用簡單，人機(jī)結(jié)合的觀念設(shè)計的。，在組態(tài)王軟件的工程管理器對話框下新建一個工程，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。，顯示的是溫度監(jiān)控畫面，表明實時溫度為240C。本系統(tǒng)設(shè)置的報警溫度為350C，若現(xiàn)場溫度超過設(shè)定的閾值后，組態(tài)王軟件內(nèi)有COM包，可以實現(xiàn)短信報警功能，可以設(shè)置和修改報警電話號碼。若現(xiàn)場采集的信息沒有超過設(shè)定的閾值，本系統(tǒng)也可以定時給工作人員發(fā)送短信，如“運行正常！”等信息，實時報告現(xiàn)場環(huán)境。，可以通過上位機(jī)鍵盤輸入，修改設(shè)定的報警閾值。各個畫面可以通過畫面中設(shè)定的按鈕，實現(xiàn)畫面之間的隨意切換，人性化的界面設(shè)計，顯示的現(xiàn)場信息易讀易懂，可以迎合用戶的使用心理，具有極大的市場前景。 新建工程 溫度監(jiān)控畫面 修改報警電話 通訊界面 上位機(jī)主界面6 抗干擾設(shè)計 存在的干擾表現(xiàn)經(jīng)過系統(tǒng)的設(shè)計和實物的調(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，元器件型號的選擇、聯(lián)接和工作環(huán)境條件等，這些諸多因素對本系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，主要表現(xiàn)在下列四個方面：（1） 傳感器采集的數(shù)據(jù)誤差比出廠規(guī)定的大（2） 控制系統(tǒng)的狀態(tài)靈活性較低（3） 數(shù)據(jù)在傳輸過程中受到干擾從而發(fā)生變化（4） 系統(tǒng)程序在運行過程中發(fā)生失?，F(xiàn)象 抑制干擾的措施工作時間較長，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，必然會影響信號的采集和數(shù)據(jù)的傳送，因此要求整個系統(tǒng)在設(shè)計時必須具有較強(qiáng)的抗干擾[27]能力。一般來說，無線傳感系統(tǒng)的可靠性要求主要包括以下四個方面：（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) 論通過前期的資料查詢，后期的硬件選型和設(shè)計以及軟件的設(shè)計和調(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)計方案中預(yù)期的結(jié)果，主要包括以下幾個部分：（1） 組建一個ZigBee煙霧溫度自動報警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由PC機(jī)、無線通訊模塊以及含有傳感器和報警器的無線終端構(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)實時發(fā)送到控制臺系統(tǒng)。（2） 控制臺可以實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，可以顯示各個終端傳感器采集到的數(shù)據(jù)及采集時間，當(dāng)某一采集點的數(shù)據(jù)超出閥值時可以發(fā)出報警信號，并可以在PC機(jī)上定位顯示出該采集點的終端，可以設(shè)定終端傳感器觸發(fā)報警的閥值。當(dāng)某一信息超過設(shè)定的閾值時，CC2430接收模塊可以驅(qū)動報警電路，實現(xiàn)終端下位機(jī)的聲光報警。（3） 通過ZigBee煙霧溫度自動報警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實現(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)備的移動設(shè)備進(jìn)行實時定位，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂婆_系統(tǒng)。 本系統(tǒng)的設(shè)計難點是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。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)自動報警系統(tǒng)研究[J]. 防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報, 2011,13(1): 5155[3] 段勝安, 葛泉波, 杜明. 新型智能消防系統(tǒng)的硬件平臺構(gòu)建與研發(fā)[J]. 計算機(jī)研究與發(fā)展, 2011,48(2): 284289[4] 施邦平. 基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在滅火救援中的應(yīng)用[J]. 消防科學(xué)與技術(shù), 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