基于zigbee和cdma的温室远程测控系统的设计new

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1、经验与交流EXPERIENCEANDEXCHANGE中国通信基于ZigBee和CDMA的温室远程测控系统的设计沈卓张荣标郭建光杨正东（江苏大学电气信息工程学院镇江212013）摘要针对农业数据远程测控的实际需求，本文进行了基于ZigBee协议和CDMA通信技术的温室远程测控系统的设计开发。以支持ZigBee协议的芯片CC2520来构建传感器节点和汇聚节点，以CDMA无线通信模块构建能与INTERNET进行数据连接的网关。传感器节点采用星型拓扑结构组成无线传感器网络后，采集数据并将测量数据发送给汇聚节点，再由汇聚节

2、点发送到网关，最后网关将数据通过互联网远程传输至测控中心。该测控系统能耗少，组网灵活，安装维护便捷，适合大规模温室的远程无线实时测控。关键词CC2520ZigBeeCDMA无线传感网络温室测控系统能控制。并且随着CDMA无线移动网络技术的发展1引言与成熟，农业中“最后一公里”的信息传输问题也有温室测控系统是用工程技术手段和工厂化生产了解决途径。因此，将现代无线通信技术与温室控制方式，通过对环境因子的检测、传感和调节，来为作系统相结合，构建温室无线远程测控系统，是现代农物生产提供最适宜的生长环境，从而达到增加作物业

3、生产的迫切需要。产量、改善品质、调节生长周期的目的，最终使经济本文将无线传感器网络技术引入温室测控系效益得到提高的现代农业生产系统。统，实现传感器节点与汇聚节点的无线通信，并基于CDMA远程数据信息传输技术与Internet进行互连，温室测控系统需要对温室内各种参数进行自动提出一种从传感器到测控中心的远程无线传输方监测、数据处理和实时控制，但农业环境有地域广案。该方案解决了有线测控系统现场安装繁琐、布线阔、偏僻分散、通信条件落后的特点，这使农业数据复杂、设备移动性差的问题，在现代农业生产中具有信息的远程获取受到外

4、部条件的制约而难以实现。十分广阔的应用前景。而运用合适的现代通信技术可以实现温室环境信息自动获取，以及数据的远程传输。无线传感器网络以2温室远程测控系统硬件设计[1]及ZigBee技术突破了有线测量控制系统可扩展性2.1温室远程测控系统总体结构设计差，测试精度低，可靠性和抗干扰性等瓶颈，具有低温室远程测控系统由传感器节点、汇聚节点和成本、低功耗、组网灵活、无需布线等优点，将其应用CDMA通信模块组成，系统结构如图1所示。传感器于温室内可方便地把各种检测装置及控制器无线连节点采集到温室数据后，负责把采集数据通过Zi

5、g-接起来，实现对温室环境各项参数的自动检测和智Bee网络发送到汇聚节点，再由汇聚节点通过ZigBee73中国新通信2010.1经验与交流EXPERIENCEANDEXCHANGECHINANEWTELECOMMUNICATIONS平发生器、多种时钟源、采样及转换时序电路;其高达200kbit/s的采样速率,实现多种采样方式，能为节点功能的扩展应用提供良好支持。MSP430F1351的运行环境温度为-40~+105℃,可以适合各种恶劣温室环境的测试。在传感器节点中MSP430F1351负责节点数据的处理、数据封装

6、、功耗管理、路由协议等。传感器节点结构如图2所示，CC2520只需通过SPI接口和6条数据接口与微控制器MSP430F1351连接，就能与其它节点交换控制消息以及完成数据的收发。网络传输给CDMA通信模块，最终用CDMA网络和Internet进行对接，将数据发送至远程数据测控中心。汇聚节点在网络中扮演协调者的角色，它可与网络中任何类型的设备进行通信。传感器节点采用的电路比汇聚节点简单，它们仅可以与汇聚节点进行通讯，因而能量消耗较少。温室远程测控系统采用星型拓扑结构，其拓扑结构算法相对简单，并且能在满足农业监控需求

7、的前提下节约能量。2.3CDMA通信模块设计2.2基于ZigBee的无线传感器网络节点设计CDMA在现有的各种无线通信技术中具有系统无线传感器网络由多个传感器节点构成，本系容量大，发射功率低，保密性强等优势。温室常常地统传感器节点的无线模块采用德州仪器（TI）公司推处偏远或不具备常规网络传输条件，本系统充分利[2]用CDMA无线网络技术能耗低的特点，设计出适合出的CC2520芯片，CC2520芯片是一种低功耗、低[3]成本的RF收发器，适用于IEEE802.15.4协议和温室远程测控系统使用的CDMA通信模块。图

8、3ZigBee软件应用，接收灵敏度达到－98dBm。CC2520为CDMA通信模块的系统结构。是CC2420的升级版本，拥有103dB的链路预算，与CDMA通信模块是实现温室数据无线传输到CC2420相比较支持更长的通信距离，最长通信距离INTERNET的关键部分，其硬件结构由ARM处理达400m，因而更适用于大规模的温室测控系统，并器、ZigBee通信模块和CDMAMo