【正文】 ,3:98～ 99. [5] 章偉聰 ,俞新武 ,李忠成 .基于 CC2530 及 ZigBee 協(xié)議棧設(shè)計(jì)無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn) [J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用 ,2021,20(1). [6] 無線龍科技 TISTACK 按鍵程序講解 [M].無錫：無線龍科技有限公司， 2021. [7] 董建懷 .基于 CC2530 的電流及溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].廈門理工學(xué)院學(xué)報(bào)， 2021 [8] Texas InstrumentCC2530Software Examples [M]． Dallas: Texas Instrument Corporation, 2021. [9] 李志方，鐘洪聲 .IEEE 的 CC2530 無線數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)計(jì) [J].單片機(jī)與嵌入 系統(tǒng)應(yīng)用，2021， 7 [10] 瞿雷，劉盛德，胡咸斌，等 .ZigBee 技術(shù)及應(yīng)用 [。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在日升月步的發(fā)展的今天，研制出適合的高效的組網(wǎng)方案是一個(gè)我們孜孜追求的目標(biāo)，該系統(tǒng)的低耗能、簡單布局等的特點(diǎn)滿足了這一標(biāo)準(zhǔn)，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開創(chuàng)出一種新穎而簡便的解決方案。以無線方式進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)排線的繁瑣，也避免了人力和財(cái)力的浪費(fèi)。 . . 總 結(jié) 本文講述的是基于 ZigBee 的環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)， ZigBee技術(shù)以其組網(wǎng)靈活性高， 自愈能力強(qiáng)，功耗低，成本低著稱。 表 61 溫度傳感器測溫?cái)?shù)據(jù)表 所測物質(zhì) 空氣 熱水杯 冰糕 電腦風(fēng)扇 人類的手心 串口顯示（℃） 29 88 0 45 30 表 62 該測溫系統(tǒng)傳輸距離數(shù)據(jù)表 傳輸距離（ m） 50 100 150 200 250 300 串口顯示 正常 正常 正常 正常 正常 不正常 通過實(shí) 驗(yàn)可以得出結(jié)論：該論文設(shè)計(jì)的無線測溫系統(tǒng)是可行的，穩(wěn)定的。 圖 62 PC機(jī)溫度顯示 畫面 . . 系統(tǒng)結(jié)果分析 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于 ZigBee協(xié)議棧的簡單的點(diǎn)對點(diǎn)的無線測溫，在終端節(jié)點(diǎn)可以讀出溫度傳感器測量的溫度值，在協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)也可以讀取溫度傳感器測量的溫度值。 圖 61 終端節(jié)點(diǎn)溫度顯示畫面 將協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過 USB 線和另外一臺電腦相連，并打開串口調(diào)試助手，可以看見如圖62 所示畫面，協(xié)調(diào)器通過 USB 線和電腦通訊，并在串口調(diào)試助手里面打印。 0x07)*16))。 V2 = Ds18b20Read()。 Ds18b20Write(0xbe)。 test2=Ds18b20Initial()。 Ds18b20Write(0xcc)。 } 溫度讀取函數(shù)： . . void Temp_test(void) //溫度讀取函數(shù) { uchar V1,V2。 Ds18b20Delay(15)。//延時(shí) 3us Ds18b20InputInitial()。延時(shí) 3us Ds18b20Data = 1。//設(shè)置與 DS18B20 相連的 I/O 管腳為輸出 Ds18b20Data = 0。i++) { Value = 1。//延時(shí) 10us for(i=0。//設(shè)置與 DS18B20 相連接的 I/O 管腳為輸出 Ds18b20Data = 1。 uint i。 //延時(shí) 6us } infor = 1。 //延時(shí) 50us Ds18b20Data = 1。//延時(shí) 50us } else { Ds18b20Data = 0。//延時(shí) 6us Ds18b20Data = 1。 0x01)) { Ds18b20Data = 0。i8。 . . Ds18b20OutputInitial()。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { } else { // Error occurred in request to send. } } 溫度傳感器程序 首先定義溫度傳感器的引腳，并設(shè)置輸入輸出端口，定義溫度讀取函數(shù)。Point_To_Point_DstAddr, amp。 T[1]=temp%10+48。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, . . AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { } else { // Error occurred in request to send. } } void SampleApp_SendPointToPointMessage( void ) { uint8 T[2]。SampleApp_Periodic_DstAddr, amp。 終端節(jié)點(diǎn)在檢測到事件 ZDO_STATE_CHANGE 或 SampleApp_SendDataEvt 發(fā)生時(shí)執(zhí)行函數(shù) SampleApp_SendPeriodicMessage(),該函數(shù)的程序代碼如下所示： void SampleApp_SendPeriodicMessage( void ) { uint8 data[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}。工作時(shí)，終端傳感器節(jié)點(diǎn)要先加入網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)也會(huì)將自己自動(dòng)綁定到響應(yīng)的協(xié)調(diào)器，然后才能傳輸數(shù)據(jù)信息，圖 56 為溫度采集節(jié)點(diǎn)的工作流程。 } } 采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 終端節(jié)點(diǎn)是最簡單的一種設(shè)備，它可以是 FFD，也可以是 RFD，由于受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，本文采用的終端節(jié)點(diǎn)都是 FFD。 HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) )。 // 回車換行 break。pkt[0],2)。 switch ( pktclusterId ) { case SAMPLEAPP_POINT_TO_POINT_CLUSTERID: . . HalUARTWrite(0,Temp is:,8)。 圖 55 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的 軟件流程圖 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上電初始化后，首先建立一個(gè) ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入到操作系統(tǒng)后，開始檢測是否有 AF_INCOMING_MSG_CMD 接收無線數(shù)據(jù)的事件發(fā)生，如果該事件發(fā)生執(zhí)行函數(shù)SampleApp_MessageMSGCB()將接收到得 2 個(gè)字節(jié)的溫度信息進(jìn)行處理并將處理的結(jié)果發(fā)生給 PC 機(jī)顯示。 圖 54 DS18B20 溫度傳感器接口電路 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . . 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要有兩個(gè)任務(wù)：一是負(fù)責(zé)建立新網(wǎng)絡(luò)并允許其它節(jié)點(diǎn)加入到該網(wǎng)絡(luò)中；二是能夠接收終端傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并將這些數(shù)據(jù)信息匯 合整理后通過串口傳給上位機(jī)。 DS18B20 溫度傳感器與 ZigBee 模塊的接口電路如圖 54 所示。接口簡單，所以在測溫時(shí)受外界干擾小，可以提高測量的精確度。 CC2530 自身內(nèi)部集成有溫度傳感器， 但其精準(zhǔn)度不高，不用來測量外界環(huán)境的溫度。 圖 53 PL2303串口轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 測溫節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì) 測溫節(jié)點(diǎn) Zink 主要是完成監(jiān)測環(huán)境里溫度數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，它把采集到的溫度數(shù)據(jù)無線發(fā)送給協(xié)調(diào)器，然后通過協(xié)調(diào)器上傳到 PC 機(jī)進(jìn)行顯示。 協(xié)調(diào)器是由 CC2530 與串口技術(shù)相結(jié)合形成的 ， 本文的串口選用了 PL2303 芯片 ， 完成 RS232 串口數(shù)據(jù)的電平轉(zhuǎn)換 ， 與 PC 監(jiān)控主機(jī)連接后 ， 完成溫度數(shù)據(jù)的顯示 。 表 51 外接原件概況（不包括電源去耦電容器） 原件 描述 值 C251 RF 網(wǎng)絡(luò)匹配部分 18pF . . C261 RF 網(wǎng)絡(luò)匹配部分 18pF L252 RF 網(wǎng)絡(luò)匹配部分 2nH L261 RF 網(wǎng)絡(luò)匹配部分 2nH C262 RF 網(wǎng)絡(luò)匹配部分 1pF C252 RF 網(wǎng)絡(luò)匹配部分 1pF C253 RF 網(wǎng)絡(luò)匹配部分 C331 32kHz 晶振負(fù)載電容 15pF C321 32kHz 晶振負(fù)載電容 15pF C231 32kHz 晶振負(fù)載電容 27pF C221 32kHz 晶振負(fù)載電容 27pF C401 內(nèi)部數(shù)字穩(wěn)壓器的去耦電容 1uF R301 內(nèi)部偏置電容 56kΩ 圖 52 CC2530應(yīng)用電路 協(xié)調(diào)器硬件設(shè)計(jì) 協(xié)調(diào)器是 ZigBee 組網(wǎng)的關(guān)鍵 ， 它由一個(gè)功能健全的節(jié)點(diǎn)來充當(dāng)即 FFD， 相對的功能精簡的節(jié)點(diǎn) （ RFD） 可以充當(dāng)終端設(shè)備 。典型的應(yīng)用 電路如圖 52 所示。 微處理器芯片是 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件處理的核心，微處理器模塊在無線收發(fā)模塊的協(xié)作下完成 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的建立和維護(hù)，數(shù)據(jù)的采集與處理以及 ZigBee 協(xié)議棧的正常運(yùn)行。終端設(shè)備具有無線收發(fā)通信部分，溫度采集傳感器部分，處理器部分及電源供電部分。終端設(shè)備以 5S 為間隔，對溫度進(jìn)行采集傳輸給協(xié)調(diào)器設(shè)備，協(xié)調(diào)器設(shè)備將接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理通過串口發(fā)送給 PC 機(jī)串口調(diào)試助手進(jìn)行顯示。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖如圖 51 所示。基于 CC2530 的溫度監(jiān)測系統(tǒng)是星狀網(wǎng)絡(luò)（由于條件有限，我們簡化了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)），它是由一個(gè)全功能協(xié)調(diào)器（稱為 FFD），一個(gè)集合有溫度傳感器的測溫節(jié)點(diǎn)作為終端節(jié)點(diǎn)（稱為 Zink）組建成的。 . . 5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ZigBee 節(jié)點(diǎn)所屬類別主要分三種，分別是協(xié)調(diào)器 (Coodinator)、路由器 (Router)、終端 (End Device)。 圖 46 安裝驅(qū)動(dòng)程序圖 安裝完成后，重新拔插仿真器，在設(shè)備管理器里找到 Chipcon SRF04EB， 說明驅(qū)動(dòng)安裝完成，再 連 接 CC2530 開發(fā)板，按下 DEBUGGER 復(fù)位鍵，芯片指示燈亮（表示檢測到開發(fā)板上 CC2530 芯片），則完成連接工作。 TI 協(xié)議棧的安裝 Zstack 的安裝比較簡單，同樣安裝在默認(rèn)路徑。 . . 圖 42 IAR生成圖 輸入注冊碼后按提示一步步進(jìn)行安裝，直至完成程序安裝， 安裝完成軟件界面如圖 43： 圖 43 完成安裝界面圖 . . 圖 44 IAR程序運(yùn)行界面 運(yùn)行 程序后，打開所要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的工程文件，再點(diǎn)擊 Project 欄下的 Make 進(jìn)行程序編譯，編譯成功后再點(diǎn)擊 Project 欄下的 Download and Debug 進(jìn)行下載。如下圖 41所示。經(jīng)過測試， IAR 和 配合使用時(shí)從安 裝到開發(fā)都很友好。這里我們選用 （ Zigbee 2021） ，網(wǎng)上也有用 等其他高版本的，基本相差無幾，但是目前 的通用性較高。表 32列出了引腳定義。電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因?yàn)榘l(fā)熱而燒毀，但不 能正常工作。測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力?？删幊谭直媛蕿?912 位，對應(yīng)的可分辨率溫度為 ℃ ,℃ ,℃和 ℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫 [6]。在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感器元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只 三極管的集成電路內(nèi)。獨(dú)特的單線接口方式，它與微處理器連接時(shí)僅需一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器 DS18B20 的雙向通信。 溫度傳感器介紹 DS18B20 是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司推 出的第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供處理器處理。 CC2530 引腳描述 CC2530 采用 40 腳 QFN 封裝，其引腳圖如圖 31 所示： . . U1C C 253 0GN D1GN D2GN D3GN D4P1_55P1_46P1_37P1_28P1_19D VD D 210P1_011P0_712P0_613P0_514P0_415P0_316P0_217P0_118P0_019RESET_N20R BI AS30AVD D 429AVD D 128AVD D 227R