基于fpga的远程温度检测系统说明书

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1、评阅老师分数数字系统课程设计班级13级信息过程1班组长麦锐杰组员刘清斌、方加鹏44一、题目要求基于FPGA和ZigBee的远程温度检测系统：终端进行环境温度的检测，数据返回至控制端，实时显示检测到的温度。若温度超过阀值，LED灯闪烁报警。二、设计方案系统整体思路：温度传感器检测获取温度信息，通过ZigBee协议与FPGA控制板进行数据传输。ZigBee模块1+温度传感器ZigBee模块2串行接口FPGA图1系统整体框图三、模块实现(一)ZigBee模块实现1.zigbee介绍：Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，又称为紫蜂协议，其特点是近

2、距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。Zigbee协议从下到上分别分为物理层PHY、媒体访问控制层MAC、传输层TL、网络层NWK与应用层APL。本课程设计中zigbee模块采用的是TI公司生产的CC2530F256芯片，符合2.4G_Hz44IEEE802.15.4应用。协议栈使用的是TI公司搭建的Zstack，这是当前业界领先、应用面很广的协议栈，结合OSAL操作系统，使得用户在搭建系统、进行多任务分配方面有很大的便利性。其他协议栈还有freakz、msstatePan等。1.DS18B20温度传感器：DS18B20是当前市场主要的温度传感器之一，主要特性有

3、以下几点：1)适应电压范围广，电压范围在3.0V~5.5V，是多数单片机的供电电压，因此大多数在单片机上使用。2)它具有一线总线的特点，在于微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20之间的双向通讯。3)DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路类。4)温度测量范围在-55℃~125℃，精度约为±0.5℃。DS18B20温度采集部分：定义DS18B20在CC2530上的输入脚为P0.7：P0DIR&=0x7f;温度读取主函数如下：unsignedcharReadDs18B20(void){unsign

4、edcharV1,V2;//定义高低8位缓冲unsignedchartemp;//定义温度缓冲寄存器Ds18b20Initial();Ds18b20Write(0xcc);//跳过读序号列号的操作Ds18b20Write(0x44);//启动温度转换Ds18b20Initial();Ds18b20Write(0xcc);//跳过读序号列号的操作Ds18b20Write(0xbe);//读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）前两个就是温度V1=Ds18b20Read();//低位V2=Ds18b20Read();//高位temp=((V1>>4)+((V2&0x07)*1

5、6));//转换数据returntemp;44}我们从DS1B20读取到用字符串表示的温度值temp，将其送入cc2530模块准备进行发送。1.Zigbee发送部分：1)Zigbee工作模式选取：采用点播方式，给zigbee协调器定义短地址为0x0000：SampleApp_P2P_DstAddr.addr.shortAddr=0x0000;//协调器短地址给zigbee终端定义短地址为0xFFFF：SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr=0xFFFF;//终端短地址2)串口模式修改：我们在FPGA开发板设计的串口规格是：9

6、600波特率、8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位。因此zigbee的串口规格应该也改为与其相同，因此在stack的串口定义函数MT_UART.c进行相应的修改：#defineMT_UART_DEFAULT_BAUDRATEHAL_UART_BR_9600//波特率定为9600.uartConfig.callBackFunc=NULL;//关闭zigbee串口的回调。3)zigbee终端与协调器网络搭建过程：图2ZigBee终端与协调器网络搭建过程4)终端数据发送过程：当zigbee终端模块从DS18B20接收到数据时，便开始发送模块，触发数据发送任务。点对点发送函数

7、：VoidSampleApp_Send_P2P_Message(void){``````````44if(AF_DataRequest(&SampleApp_P2P_DstAddr,&SampleApp_epDesc,SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID,1,str,&SampleApp_TransID,AF_DISCV_ROUTE,AF_DEFAULT_RADIUS)==afStatus_SUCCESS){}else{//Erroroccurredinrequesttosend.}}AF_DataRequest中DstAddr、epDes