基于zigbee無(wú)線(xiàn)溫濕度采集單元硬件設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-07-14 19:43本頁(yè)面
【正文】 據(jù) 3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備完成 5SG信號(hào)地線(xiàn)6DSR數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成7RTS發(fā)送請(qǐng)求8CTS發(fā)送清除9RI振鈴指示 電氣特性在RS232中任何一條信號(hào)線(xiàn)的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系，即：邏輯1相當(dāng)于控制線(xiàn)的“斷開(kāi)”狀態(tài)，電壓為3～15V；邏輯0控制線(xiàn)的“接通”狀態(tài)，電壓為+3 ～+15V 。典型的RS232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5～+15V，負(fù)電平在5～15V電平。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線(xiàn)上為T(mén)TL，從開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線(xiàn)上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3～+12V與3～12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線(xiàn)上的分布電容，其傳輸距離最大為約15m，最高速率為20Kbps。 接口電路設(shè)計(jì) 由于其傳輸特性的局限，其標(biāo)準(zhǔn)有其固有的缺點(diǎn)：（1）接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。 （2）傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps。 （3）接口使用一根信號(hào)線(xiàn)和一根信號(hào)返回線(xiàn)而構(gòu)成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 （4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際也只能用在50米左右。 圖9 串口通信接口電路接口電路如圖9所示，該電路由C1和C2兩個(gè)電容接MAX232的1(C1+)、3（C1）、5（C2）、4(C2+)腳，為耦合電容；后MAX232的14(T1OUT)、13(R1IN)、7（T2OUT）、8（R2IN）分別接DB9的3（TXD）、2（RXD）、8（CTS）、7（RTS），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和傳送；（U）、15（GND）分別通過(guò)電容接地；MAX232的11（T1IN）、12(R1OUT)、10（T2IN）、9（R2OUT）分別接CC2430的P1P1P1P13，實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通信；16（UCC）接5V的電源來(lái)使芯片工作。工作原理如下：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，RS232串口數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)MAX232將電平轉(zhuǎn)換位TTL電平，在通過(guò)CC2430 無(wú)線(xiàn)發(fā)送。接收數(shù)據(jù)則是發(fā)送數(shù)據(jù)的逆過(guò)程，CC2430先接收到數(shù)據(jù)信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換位RS232的標(biāo)準(zhǔn)電平，在通過(guò)RS232向上位機(jī)輸入數(shù)據(jù)。 結(jié)束語(yǔ)本文主要對(duì)基于ZigBee的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先，從ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備入網(wǎng)流程等關(guān)鍵點(diǎn)上突破，深入研究ZigBee技術(shù)的組網(wǎng)方式。然后，利用CC2430搭建一個(gè)無(wú)限傳輸?shù)钠脚_(tái)，以ZigBee協(xié)議為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了小型ZigBee傳送網(wǎng)。通過(guò)串口觀測(cè)，表明終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)此網(wǎng)絡(luò)可以順利到達(dá)顯示端。在已組建的ZigBee傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合SHTl1數(shù)字溫濕度傳感器的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并在PC機(jī)上集中顯示和處理數(shù)據(jù)。該無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)以低成本、低功耗無(wú)線(xiàn)單片機(jī)CC2430為核心，采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT11獲取數(shù)據(jù)。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、檢測(cè)精度高，且具有無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信靈活方便等特點(diǎn)，特別適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、監(jiān)測(cè)封閉空間和其它需要多點(diǎn)監(jiān)測(cè)的特殊場(chǎng)合。另外，SHT11數(shù)字式溫濕度傳感器由于將溫度傳感器、濕度傳感器、信號(hào)調(diào)理、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、標(biāo)定參數(shù)及總線(xiàn)接口全部集成到傳感器內(nèi)部。因此，既提高了傳感器的性能，又降低了成本、減小了體積。以它為核心組成的溫濕采集系統(tǒng)性能可靠，測(cè)量精度高，在溫室環(huán)境參數(shù)測(cè)試中，起到了關(guān)鍵的作用。當(dāng)然，系統(tǒng)作為一個(gè)基本平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能有限，今后對(duì)于此系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)可以放在節(jié)點(diǎn)間的功能控制方面，可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，對(duì)終端節(jié)點(diǎn)與應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行功能綁定，從而達(dá)到對(duì)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用對(duì)象的控制目的。參考文獻(xiàn)[1] 施承，宋鐵成，[2] 李剛，[3] [4] 孫榮高，孫德超. 數(shù)字溫濕度數(shù)據(jù)記錄儀的設(shè)計(jì). .7[5] 楊永杰，馮軍. 數(shù)字式溫濕度傳感器SHT11 在塵埃檢測(cè)儀中的應(yīng)用. 電子工程師，2005 [6] 李敏，孟臣. 數(shù)字式溫/ 濕度傳感器及其應(yīng)用技術(shù). 電子元器件應(yīng)用. 2004 .11 [7] 孫榮高，呂昂. 微控制器溫室環(huán)境溫濕度程序控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì). [8] CC2430中文使用手冊(cè) 成都無(wú)線(xiàn)龍通訊科技有限公司. [9] [l0] 東南大學(xué) [l1] [l2] 崔莉，鞠海玲，苗勇，李天璞，劉巍，趙澤，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展明計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展 [l3] 任豐原， 軟件學(xué)報(bào).[l4] 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)[15] 浙江大學(xué)[16] 西北工業(yè)大學(xué)[17] 武漢理工大學(xué).[18] 周賢偉，韋煒， 傳感技術(shù)學(xué)報(bào)[19] Tsung—Hsien Lin,William J．Kaiser，Gregory J．Pottie．Integrated power municationsystem design for wireless sensor networks．IEEE Communications Magazine．December 2004 [20] 畢艷忠，孫利民．傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)融合．計(jì)算機(jī)科學(xué)．2004[21] De S，Qiao C M，Wu H Y．Meshed multiplth routing with selective forwarding：an efficientstrategy in wireless sensor networks．Computer Networks．2003[22] Sasikanth Avancha，Jeffrey Under coffer，Anupom Joshi et a1．Secure sensor networks for perimeter protection．Computer Networks．2003[23] ZigBee Alliance．ZigBee specification．．[24] 彭瑜．低功耗、低成本、高可靠性、低復(fù)雜度的無(wú)線(xiàn)電通信協(xié)議一ZigBee．自動(dòng)化儀表．2005[25] 馮莉，董桂梅，林玉池．短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)及其在儀器通信中的應(yīng)用．儀表技術(shù)與傳感器．2007[26] 蔡型，張思全．短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)綜述．現(xiàn)代電子技術(shù)．2004．170(3)：6567。76．[27] Instisute of Electrical and Electronics Engineers，Inc．．IEEE Std．802．15．42003，IEEE standard for information technology—telemunications and information exchange between systems—local and metropolitan area networks—specific requirements—part15．4：wireless medium access control(MAC)and physical layer(PHY)specifications for low rate wireless personal area networks(PANS)．New York：IEEE Press。2003．[28] Sensirion．?dāng)?shù)字溫濕度傳感器．2007[29] Texas Instruments．A true systemonchip solution for IEEE 802．15．4／ZigBee．2006．[30] 李文鋒，．計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展．20
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1