【正文】 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 } }。 flg =0。 zigbee_buf[1]= uart1_buf[i+2]。 addr = 0x02。i63。 flg=1。 } /****************************************************************** 函數(shù)功能：從 zigbee 模塊中獲取數(shù)據(jù) 入口函數(shù)： 返回參數(shù)：從模塊的短地址 /******************************************************************/ unsigned int Zigbee_GetData_chn2(void){ uint8_t i,startposi,flg。 break。 flg =0。 zigbee_buf[2]= uart1_buf[i+3]。 zigbee_buf[0]= uart1_buf[i+1]。i++) { if(uart1_buf[i]==0x3a ) { //找到第一路數(shù)據(jù)包一幀數(shù)據(jù) delay_ms(5)。 while(flg) { for(i=0。 uint16_t addr=0。 include include unsigned char zigbee_buf[16]。同時(shí)，為了方便用戶使用，控制中心節(jié)點(diǎn)也可以單獨(dú)作使用，直接通過(guò) LCD顯示屏觀察監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。該開(kāi)發(fā)套件模板能夠協(xié)助初學(xué) 者和設(shè)計(jì)人員快速評(píng)估及進(jìn)行多種 Zigbee 應(yīng)用開(kāi)發(fā)，熟悉掌握硬件原理和協(xié)議棧。 針對(duì) CC2430/CC2530 芯片的 Zigbee 開(kāi)發(fā)套件可與 IAR for MCS51 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境無(wú)縫連接，操作方便、連接方便、簡(jiǎn)單易學(xué)，是學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā) Zigbee 產(chǎn)品最好最實(shí)用的開(kāi)發(fā)工具。CC2430/CC2530 集成了 51 單片機(jī)內(nèi)核，相比于眾多的 Zigbee 芯片， CC2430/CC2530頗受青睞。 ZigBee 的技術(shù)特性決定它將是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最好選擇，廣泛用于物聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)控制和監(jiān)視等諸多領(lǐng)域。 節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)流程與開(kāi)發(fā)平臺(tái) CC2530 簡(jiǎn)介： ZigBee 是基于 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)研制開(kāi)發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 STC12C5A60S2 單片機(jī)中包含中央處理器（ CPU）、程序存儲(chǔ)器（ Flash）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ SRAM）、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、UART 串口、串口 I/O 接口、高速 A/D 轉(zhuǎn)換、 SPI 接口、 PCA、看門狗及片內(nèi) R/C振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路， [22]2 路 PWM， 8 路高速 10 位A/D 轉(zhuǎn)換（ 250K/S，即 25 萬(wàn)次 /秒），針對(duì)電機(jī)控制 ，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。而協(xié)調(diào)器的電源則是應(yīng)用 USB 供電或者交流電供電， 如圖 36 所示。在電源模塊的設(shè)計(jì)時(shí)，采用開(kāi)關(guān)選擇是否選用外接電池供電或者電腦供電， [21]這樣可以在調(diào)試和燒寫(xiě)程序的時(shí)候采用電腦供電，保持電壓的穩(wěn)定，在應(yīng)用時(shí)采用電池供電。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 圖 37 LCD 初始化子程序流程圖 系統(tǒng)的供電模塊 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般 應(yīng)具有移動(dòng)性，所以節(jié)點(diǎn)大多數(shù)需要采用電池供電，從上面各章節(jié)可以看出，在硬件元器件的選取中，已經(jīng)考慮到了盡量降低系統(tǒng)的功耗，各個(gè)模塊的供電電壓都比較低，綜合比較，可以采用 2 節(jié) 的堿性電池進(jìn)行供電。寫(xiě)入命里 0 38，設(shè)置顯示模式為 162 顯示， 5 7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接口，其次，寫(xiě)入本次初始化的命令 0x0c，打開(kāi)顯示開(kāi)關(guān)，關(guān)閉光標(biāo)，關(guān)閉閃爍，然后，寫(xiě)入第二個(gè)命令 0x06,顯示模式設(shè)置：光標(biāo)右移，字符不移，最后寫(xiě)入 0x01,進(jìn)行清平指令。 LCD1602 顯示模塊電路圖如圖 37 所示。 [20]字符發(fā)生器 ROM：在 CGROM 中，模塊已經(jīng)以 8 位二進(jìn)制數(shù)的形式，生成了 5 8 的點(diǎn)陣的字符字模組字符字膜?？刂破髦饕芍噶罴拇嫫?IR、數(shù)據(jù)寄存器 DR、忙標(biāo)識(shí) BF、地址計(jì)數(shù)器 AC、 DDRAM、CGRAM 及時(shí)序發(fā)生電路組成。 AC 具有自動(dòng)加 1 或減 1 的功能。當(dāng) RS=0、 R/W=1 且 E 為高電平時(shí)， BF 輸出到 DB7。 LCD12864 管腳接口圖如圖 36 所示。采用標(biāo)準(zhǔn)的 12 腳接口，其中第 1 腳： VSS 為電源地；第 2 腳： VCC 接 5V 電源正極；第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱， [19]接地電源時(shí)對(duì)比度最高；第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器；第5 腳： RW 為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作；第 6 腳：E(或 EN)端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令；第 7～ 11腳：為 8 位雙向數(shù)據(jù)端三態(tài)數(shù)據(jù)線；第 11～ 12 腳：空腳或背燈電源。它由若干個(gè) 5X7 點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。對(duì)于中心節(jié)點(diǎn)，微控制器將無(wú)線模塊接收到的數(shù)據(jù)通過(guò) 232傳到上位機(jī)軟件顯示。齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 發(fā)光二極管 TXLED， RXLED 用來(lái)觀察 MAX232 工作是否正常，是否會(huì)有數(shù)據(jù)通過(guò)該模塊。 圖 35 雨滴傳感器電路原理圖 智能溫室的串口通信模塊 微控制器通過(guò) RS232 與上位機(jī)通信。在智能天窗系統(tǒng)中傳感器一旦檢測(cè)到下雨，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉天窗。在雨滴傳感刮水系統(tǒng)中，用雨滴檢測(cè)傳感器檢測(cè)出雨量，并利用控制器將檢測(cè)出的信號(hào)進(jìn)行變換，根據(jù)變換后的信號(hào)自動(dòng)地按雨量設(shè)定刮水器的間歇時(shí)間， [17]以便隨時(shí)控制刮水器電動(dòng)機(jī) 。光照傳感器電路原理圖如圖 34 所示。 OSC 為內(nèi)部的振蕩器提供內(nèi)部邏輯時(shí)鐘，通過(guò)相應(yīng)的指令操作即可讀出內(nèi)部存儲(chǔ)的光照數(shù)據(jù)。 圖 33 溫度傳感器電路原理圖 光照傳感器 不區(qū)分光源數(shù)字型環(huán)境光照強(qiáng)度傳感器 BH1750FVI 是日本 RHOM 株式會(huì)社近些年推出的一種兩線式串行總線接口的集成電路，可以根據(jù)手機(jī)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，其具有 1~65535lx 的高分辨率，可支持較大范圍的光照強(qiáng)度變化。 ⑨ 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, , G1/2”任選 。 ⑦ 不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6。 ⑤ 在使用中不需要任何外圍元件 。 ③ 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 DS18B20 的特點(diǎn)包括： ① 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。 溫度傳感器 DS18B20 是單線數(shù)字溫度傳感器，即 “一線器件 ”，具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范 圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)。 [14]經(jīng)過(guò)對(duì)市場(chǎng)中的傳感器各方面的比較，選用了 DS18B20 溫度傳感器測(cè)量環(huán)境的溫度；選用 MQ2 光照傳感器測(cè)量光照強(qiáng)度以及雨滴傳感器測(cè)量雨水。本次設(shè)計(jì)基于環(huán)境監(jiān)測(cè)，主要采集大氣的溫度，光照強(qiáng)度和雨水。 CC2530 配合很少的外圍元件就可以組成無(wú)線通信模塊。由于 CC2530 芯片內(nèi)集成了許多特色功能模塊，因此，其典型的外圍電路也就非常簡(jiǎn)潔。結(jié)合了性能優(yōu)良的 RF 收發(fā)器、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型 8051CPU、最大 128KB 的可編程閃存和 8KB 的 設(shè)計(jì)方案 軟件設(shè)計(jì) 下載配置 焊接電路 軟件仿真 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 RAM。多種處理任務(wù)可以在不同結(jié)構(gòu)的處理器上執(zhí)行，任務(wù)的分配需要考慮可行性、性能、能量效率以及成本之間的折中問(wèn)題。處理器必須運(yùn)行各種程序，包括時(shí)間要求嚴(yán)格的信號(hào)處理、通信協(xié)議、以及應(yīng)用程序。 N Y 圖 32 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)的微處理器模塊 微處理器是無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的核心。最后測(cè)試實(shí)物是否可行后進(jìn)行時(shí)序的仿真，最后下載配置。上位機(jī)齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 軟件是整 個(gè)室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的中樞，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的集中控制與管理。整個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳感器節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的葉子節(jié)點(diǎn)，路由器節(jié)點(diǎn)是傳感器節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，而網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)又是路由器節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)。其中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)分別充當(dāng) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與端節(jié)點(diǎn)的角色， [11]協(xié)調(diào)器軟件通過(guò)與主模塊進(jìn)行通訊，可以實(shí)時(shí)了解室內(nèi)環(huán)境的相關(guān)參數(shù)及進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。 名稱 工作頻段 傳輸速率（ mbps） 功耗 傳輸方式 安全方式 支持組織 主要用途 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 Zigbee 868MHz 915MHz 13mW 點(diǎn)到多點(diǎn) AES128 Zigbee 聯(lián)盟 家庭網(wǎng)絡(luò) 紅外 850nm 110mW 點(diǎn)到點(diǎn) 無(wú) IrDA 近距離 遙控 Bluetooth 1 1100mW 點(diǎn)到多點(diǎn) 點(diǎn)到點(diǎn) 120 位密鑰 Bluetooth SIG 個(gè)人網(wǎng)絡(luò) Wifi 11 6070mW 點(diǎn)到多點(diǎn) WEP 加密 WIFI 聯(lián)盟 局域網(wǎng) 從表 21 中我們可以看出其他無(wú)線通信技術(shù)都只有一種工作頻段和單獨(dú)的傳輸速率，只有 Zigbee 可以在多種頻段下工作并且可以有多種傳輸速率；在功耗方面也是Zigbee 獨(dú)占鰲頭；并且在傳輸方式、安全方式、支持組織和主要用途多方面來(lái)看， Zigbee是最適合本次課題的。但因其傳輸距離有限、傳輸方向局限大等特點(diǎn)，在應(yīng)用上受到了很大的限制。 紅外技術(shù) 紅外技術(shù)（ IrDA,Infrared Data Association)是制定于 1993 年的一種短距離無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn)。其工作標(biāo)準(zhǔn)為 工作頻帶為 ，在該頻帶上有 79 個(gè)信道，可以隨時(shí)更換頻道以防止干擾，傳輸速率為 . 當(dāng)發(fā)射功率為 1mW 時(shí)，其通信距離可達(dá) 10m；發(fā)射功率為 100mW 時(shí)，通信距離可達(dá) 技術(shù)采用靈活的無(wú)基站組網(wǎng)方式，在這種組網(wǎng)方式下，每一個(gè) Bluetooth設(shè)備都能夠同時(shí)和 7 個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信，而且支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信方式，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式下， Bluetooth 技術(shù)采用密碼核對(duì)方式進(jìn)行通信，及通信的兩個(gè)設(shè)備需要進(jìn)行設(shè)置相應(yīng)的密碼進(jìn)行配對(duì)，大大增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。隨著低速率應(yīng)用市場(chǎng)需要的不斷增長(zhǎng)，Zigbee 和 WiFi 系統(tǒng)共處的可能性越來(lái)越大，但是由于兩者都主要工作在 的ism 頻段，他們不可避免的會(huì)產(chǎn)生相互干擾，所以 Zigbee 和 WiFi 之間的共存是一個(gè)待需解決的問(wèn)題。 現(xiàn)在，需要新興公司正在推進(jìn) WiFi 網(wǎng)狀 網(wǎng)，其內(nèi) AP 被用作路由器，彼此自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，可經(jīng)過(guò)幾跳轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。如果已經(jīng)用于其他以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的同一布線再用作 WiFi 回傳，就需要進(jìn)行認(rèn)證或者把 WiFi 無(wú)線數(shù)據(jù)包隔離開(kāi)。 WiFi 是一個(gè)無(wú)中繼轉(zhuǎn)發(fā)能力的單跳網(wǎng)，器齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 具只能連接到接入點(diǎn)（ AP）。雖然成本還會(huì)下降，但近期仍只能用于跟蹤價(jià)值較高的資產(chǎn)。目前在一個(gè)器具上增 加 WiFi 至少需要 15 美元。 WLAN 制定有一系列標(biāo)準(zhǔn)，有 。 Wifi 技術(shù) 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù) WLAN（ WiFi） ,其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為 ，可實(shí)現(xiàn)十幾兆至幾十兆的無(wú)線接入。其傳輸速度為 10k250kbps,相對(duì)于藍(lán)牙技術(shù)的傳輸速度較慢，適用于對(duì)數(shù)據(jù)需求量小，速度要求不高的環(huán)境。 Zigbee 技術(shù) Zigbee 技術(shù)主要用于近距離無(wú)線連接和家庭局域網(wǎng)絡(luò)方面，其基礎(chǔ)是 協(xié)議， [10]該協(xié)議規(guī)定了物理層和低層次的 MAC 層協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議和 API 的制定由 Zigbee 聯(lián)盟負(fù)責(zé)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 APSDE APSME 圖 26 應(yīng)用層參考模型 APSDESAP NLMESAP NLDESAP APSMESAP 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (