【正文】 協(xié)議棧由一組子層組成，每一層為其上層提供一定的特定服務(wù)：一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，一個(gè)管理實(shí)體提供管理、維護(hù)等服務(wù)。 Zigbee 技術(shù)是一種應(yīng)用于各種電子設(shè)備之間的無線通信技術(shù)，這種通信組網(wǎng)是基于中短距離范圍內(nèi)、低傳輸速率下的。適用于蔬菜大棚溫度、濕度和土壤酸堿度監(jiān)控，鋼鐵冶煉溫度控制，煤氣抄表等各個(gè)領(lǐng)域。 （ 9） 局部區(qū)域移動(dòng)目標(biāo)的定位系統(tǒng)：使用 GPS 效果差、成本高的。 11 （ 7） 現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū)。 （ 5） 電池供電。 （ 3） 可靠性高：要求數(shù)據(jù)傳輸可靠性、全性高。 通常符合以下條件之一 的應(yīng)用，都 可以考慮采用Zigbee 技術(shù)： （ 1） 網(wǎng)點(diǎn)多：需要數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控的網(wǎng)點(diǎn)多。 Zigbee 技術(shù)的應(yīng)用前景 非常好。 同時(shí) 隨著 Zigbee 技術(shù)的深入發(fā)展和應(yīng)用，越來越多的注意力和研究力量將會(huì)轉(zhuǎn)到應(yīng)用的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通測(cè)試和市場(chǎng)的推廣等方面。 AODV路由協(xié)議主要包括：協(xié)議概述、協(xié)議的基本原理、 AODV 路 由協(xié)議消息控制幀 。 實(shí)現(xiàn) 溫濕 度數(shù)據(jù)采集的軟件部 分 實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)采集的軟件部分主要有 Zigbee 技術(shù)概述、 Zigbee 協(xié)議棧整體架構(gòu)、 Zigbee 協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層、 AODV 路由協(xié)議 等幾部分組成 。 節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng) 移動(dòng)系統(tǒng) 無線通信 模塊 電源 電源自供電系統(tǒng) 傳感器 模塊 轉(zhuǎn)換 處理器 存儲(chǔ)器 10 傳感器及控制模塊：系列傳感器模塊，包括溫濕度傳感模塊、繼電器模塊和RS232 模塊等，也可以通過總線擴(kuò)展用戶自己的傳感器及控制器部件。 實(shí)現(xiàn) 溫濕度采集系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)模塊設(shè) 計(jì) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含 4個(gè)無線傳感網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)和一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器 。 圖 12 無線傳感節(jié)點(diǎn)模型 使用的實(shí)驗(yàn)箱以及軟件支持 物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) IOVT2530 采用系列傳感器模塊和無線節(jié)點(diǎn)模塊組成無線傳感網(wǎng)，擴(kuò)展嵌入式網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)廣域訪問，可實(shí)現(xiàn)多種物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架，完成物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的各種傳感器的信息采集、無線信號(hào)收發(fā)、 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)通訊、組件控制全過程。用戶和遠(yuǎn)程任務(wù)管理單元 則能夠 通過衛(wèi)星通信 網(wǎng)絡(luò)或 Inter等 外部網(wǎng)絡(luò)，與觀測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 數(shù)據(jù)信息的 交互。 大量傳感節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署， 單個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過初始的通信和協(xié)商， 通過自組織方式 自行配置， 形成一個(gè) 傳輸信息的單跳鏈接或一系列 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的 網(wǎng)絡(luò)， 協(xié)同形成對(duì)目標(biāo)的感知視 9 場(chǎng)。 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的建立是基于 傳感器加無線傳輸模塊 的 ，傳感器采集的數(shù)據(jù) ，簡(jiǎn)單處理后 經(jīng)過無線傳輸模塊傳到服務(wù)器或 應(yīng)用終端 。 在被監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi) ， 節(jié)點(diǎn)任意散落 ，節(jié)點(diǎn) 除了 需要完成 感測(cè)特定的對(duì)象 以外， 還 需要 進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 ， 維持互相之間的網(wǎng)絡(luò)連接 等功能。 實(shí) 現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)采集的硬件部分 嵌入式溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件部分可以大體有 無線傳感基本結(jié)構(gòu)、無線傳感實(shí)現(xiàn)原理、本設(shè)計(jì)所使用的實(shí)驗(yàn)箱以及軟件支持、常見的無線傳感模塊 以及實(shí)現(xiàn)基于 CC2530 的溫濕度采集系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)等組成。 實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)采集的硬件部分主要包括：無線傳感基本結(jié)構(gòu)、無線傳感實(shí)現(xiàn)原理、本設(shè)計(jì)所使用的實(shí)驗(yàn)箱以及軟件支持、常見的無線傳感模塊以及實(shí)現(xiàn)基于 CC2530 的溫濕度采集系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)。按下仿真器上的按鈕，仿真器上的指示燈為綠色時(shí)，表示連接成功 ； 6 、 使用 打 開“ ? \OURS_CC2530LIB\lib10(HumiTempLight)\ IAR_files”下的 文件，下載運(yùn)行程序； 觀察 LCD 上溫度、濕度和光照強(qiáng)度的變化； 用一個(gè)物體擋住光照傳感器的光線，觀察 LCD 上光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)的變化； 向溫濕度傳感器吹一口氣體，觀察 LCD 上溫濕度數(shù)據(jù)的變 7 程序流程圖 圖 11 系統(tǒng)程序流程圖開始 系統(tǒng)時(shí)鐘初始化 LCD 初始化 顯示光照數(shù)據(jù) 光照數(shù)據(jù)采集 讀取溫濕度數(shù)據(jù) AINO 通道采樣初始化 顯示溫濕度數(shù)據(jù) 8 三 詳細(xì)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 是基于 CC2530 的溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。 并且也是 基于 Zigbee 協(xié)議棧的中心節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的協(xié)議傳輸，主要是從 Zigbee 協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層里 AODV 路由協(xié)議著手， 在網(wǎng)絡(luò)層 通過 AODV路由協(xié)議進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間的連接以及數(shù)據(jù)的收發(fā)。 6 二 系統(tǒng)分析 嵌入式溫濕度采集系統(tǒng)是 一種基于 CC2530 和數(shù)字溫 濕度傳感器 SHT10 的溫濕度采集系統(tǒng)。在下一次指令前，發(fā)送一個(gè) “ 傳輸啟動(dòng) ” 時(shí)序。在測(cè)量和通訊結(jié)束后， SHTxx 自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式。用 CRC 數(shù)據(jù)的確認(rèn)位，表明通訊結(jié)束。 需要通過下拉 DATA 為低電平， uC以確認(rèn)每個(gè)字節(jié)。檢測(cè)數(shù)據(jù)可以先被存儲(chǔ)，這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其它任務(wù)在需要時(shí)再讀出數(shù)據(jù)。 SHTxx 通過下拉 DATA 至低電平并進(jìn)入空閑模式，表示測(cè)量的結(jié)束。確切的時(shí)間隨 內(nèi)部晶振速度，最多有 177。 （ 2） 測(cè)量時(shí)序 (RH 和 T)： 發(fā)布一組測(cè)量命令（ ‘00000101’ 表示相對(duì)濕度 RH， ‘00000011’ 表示溫度 T）后，控制器要等待測(cè)量結(jié)束。 SHT10 會(huì)以下述方）式表示已正確地接收到指令：在第 8 個(gè) SCK 時(shí)鐘的下降沿之后，將 DATA 拉為低電平（ ACK位）。它包括：當(dāng) SCK 時(shí)鐘高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖?，隨后是在 SCK 時(shí)鐘高電平時(shí) DATA 翻轉(zhuǎn)為 高電平。上拉電阻通常已包含在微處理器的 I/O 電路中。為避免信號(hào)沖突，微處理器應(yīng)驅(qū)動(dòng) DATA 在低電平。 DATA 在 SCK 時(shí)鐘下降沿之后改變狀態(tài)，并僅在 SCK 時(shí)鐘上升沿有效。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小 SCK 頻率。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，用以去耦濾波。傳感器上電后，要等待 11ms 以越過 “ 休眠 ” 狀態(tài)。傳感器包括一個(gè)電容性聚合體測(cè)濕敏感元件、一個(gè)用能隙材料 制成的測(cè)溫元件，并在同一芯片上，與 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接。其中該系統(tǒng)所使用的 SHT10 是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片， 提供全標(biāo)定的數(shù)字輸出。 4 一 基本原理 溫濕度數(shù)據(jù)采集原理 溫濕度探頭直接使用 IIC 接口進(jìn)行控制，本實(shí)驗(yàn)將使用 CC2530 讀取溫濕度傳感器 SHT10 的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并將采樣到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換然后再 LCD顯示。 總的來說，我們的工作及生活在無形的改變著，變得更精致 更高效更美麗。 如，在醫(yī)院 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)可以幫助醫(yī)生及時(shí)并準(zhǔn)確的收集急診病人的信息及相關(guān)度檢查結(jié)果，從而快速準(zhǔn)確的作出診斷；同時(shí)，對(duì)一些特殊的病人，可讓其攜帶 Zigbee 終端 而對(duì)其進(jìn)行 24 小時(shí)的體溫、脈搏控制。 無線網(wǎng)絡(luò)傳感器 一般 是由 一個(gè)低功耗的微控制器 (MCU)和 若 干個(gè) 存儲(chǔ)器、無線電 /光通信裝置、傳感器等組件 所集成的 ，通過傳感器、動(dòng)臂機(jī)構(gòu)、以及通信裝置和它們所處的外界物理環(huán)境 進(jìn)行 交互 。總之， 基于無線傳感技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)傳感器是一種將傳 感器 、控制器、計(jì)算能力、通信能力 完美的結(jié)合于 一身的嵌入式設(shè)備。 即 該系統(tǒng) 是 采用 Zigbee 無線通信技術(shù)結(jié)合傳感器， 并 通過運(yùn)用 Zigbee 協(xié)議架構(gòu)組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)， 來 實(shí)現(xiàn)主從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集 和 傳輸 的 。最后將采樣得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換然后在 LCD 上顯示。為了避免該問題本設(shè)計(jì)主要從無線傳感方向進(jìn)行改進(jìn)，本設(shè)計(jì)對(duì)溫濕度的讀取是利用CC2530 的 I/O（ 和 ）模擬一個(gè)類 IIC 的過程，對(duì)光照的采集則使用內(nèi)部的 AINO通道。 正如溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其包括了數(shù)據(jù)的采集過程、傳輸過程以及數(shù)據(jù)的處理過程是嵌入式系統(tǒng)在國(guó)家森林火災(zāi)的防范、大型糧庫的溫濕度控制以