一卡通解决方案基于zigbee技术的温湿度数据采集系统设计.doc

一卡通解决方案-基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计
摘   要：随着嵌入式计算、传感器、无线通信等技术的飞速发展，无线传感网被广泛应用于环境监测、军事国防和工农业控制等诸多领域，已成为电子信息技术发展的一个热点。CC2430是TI公司针对ZigBee的无线传感网芯片解决方案，具有功耗低，可靠性高，组网简单等优势。基于CC2430和ZigBee协议，设计了温湿度数据采集系统，分别给出了协调器和普通节点的软件算法，在干扰环境下测试表明，网络具有较强的鲁棒性和自组能力。
　　0 引言
　　随着计算机网络技术及无线移动通信技术的迅速发展，各种新的无线网络通信技术不断涌现，如GSM,3G等无线移动通信技术以及蓝牙、WiFi等无线局域网技术，它们越来越被人们所熟悉和应用。然而，这些技术的设备系统非常复杂，且功耗较大、成本很高，不便于在一些低数据速率和通信范围较小的场合使用，例如数据采集系统、智能家居等领域。近年来，无线传感网的出现为这些问题带来了更好的解决方法，其中ZigBee作为一种低复杂度、低功耗、低成本的低速率无线连接技术越来越被人们所重视，开发应用ZigBee技术的无线设备已成为业界的一个热点。本文设计一种基于ZigBee的温湿度数据采集系统，利用CC2430通信模块组建小型无线传感器网络，并实现了传感器网络的软硬件设计。其算法经干扰环境下测试表明，网络具有较强的鲁棒性和自组能力。
　　1 ZigBee技术及CC2430简介 　　 ZigBee技术 　　ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率和低成本的无线网络技术。它是介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，主要用于近距离无线连接。一般而言，随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和最低成本的技术。由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点，决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。所以ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
　　 CC2430芯片
　　该设计的微处理器使用TI公司的CC2430, GHz IEEE 。CC2430内部整合了IEEE80 GHz的RF无线电收发机、内存和微控制器。它使用一个8位MCU（8051），有128 KB的可编程闪存和8 KB的RAM,同时还包含ADC、定时器、AES-128协同处理器、看门狗定时器、掉电检测电路等。
μm CMOS工艺生产，封装尺寸仅7 mm×7 MHz,在接收和发射模式下，电流损耗约为27 （在微秒级）的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。
　　2 数据采集系统总体架构
　　无线传感器网络终端节点主要由数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和电源管理模块组成。数据采集模块负责通过各种类型的传感器采集物理信息；数据处理模块负责控制整个节点的处理操作、功耗管理以及任务管理