基于ZigBee的力学实验室无线数据传输系统.pdf

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1、2011年10月机床与液压Oet．201l第39卷第20期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．39No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．20．036基于ZigBee的力学实验室无线数据传输系统王朋亮，丁金华，张波(大连工业大学机械工程与自动化学院，辽宁大连116034)摘要：为了减少力学实验室内布线的麻烦，方便获取力学实验室内各个应力测量点的数据，提出了一种基于ZigBee平台，采用美国Silabs公司的C8051F340单片机与Freescale公司MC13214射频芯片的

2、组合，并在PC机上应用8．5中文版的LabVIEW，设计开发了一种数据传输系统。该研究成果已在实验室教学中得到了成功应用。关键词：ZigBee平台；LabVIEW；单片机；MC13214射频芯片；力学实验室中图分类号：TP216文献标识码：B文章编号：1001—3881(2011)20-097—3WirelessDataTransmissionSystemBasedonZigBeeofMechanicsLaboratoryWANGPengliang，DINGJinhua，ZHANGBo(SchoolofMechanicalEngi

3、neeringandAutomation，DalianPolytechnicUniversity，DalianLiaoning116034．China)．Abstract：Inordertoreducethetroubleofwiringthemechanicslaboratoryandfacilitatedynamicaccesstomechanicalstressmeasurementpointsofeachlaboratorydata，theplatformbasedonZigBeewaspresented．Adoptedw

4、ithcombinationaloftheUnitedStatesSilabs’sC8051F340MCUandtheFreescaleMC13214RFchipandappliedthe8．5ChineseversionofLabVIEWonPC．adatatransmissionsystemwasdesignedanddeveloped．Theresearchresultshavebeensuccessfullyappliedinteachinginthelaboratory．Keywords：ZigBeeplatform；L

5、abVIEW；MCU；MC13214RFchip；Mechanicslaboratory随着时代的发展，某校的力学综合实验室的规模越来越大，实验项目繁多，做实验的学生人数多，参与实验的班级多达30个。庞大的实验室对于所测实验数据的传输成为难题。目前应用于力学实验室的应力测量系统采用应变片传感器、AD转换器及单片机等组成的有线传输系统，这种应力采集系统需要在力学实验室内布置大量线缆，才能把应变片传感器的信号送到上位机上，同时线路线缆上传送的信号易受干扰和损耗，测量误差也比较大，影响了实验的精度和效果。ZigBee技术作为一种无线网络

6、数据通信技术，已经在越来越多的场合上使用，并且表现出其独特的优越性。于是作者在原有实验室设备、装置的基础上设计了一种基于ZigBee的无线数据传输系统。它采用C8051F340单片机控制无线数据传输芯片MC13214，通过无线方式进行数据的传输。实验结果证明：该系统使用灵活、成本低廉、可方便地应用于学生的实验测量系统中。1总体设计方案系统将每个应力测量点的信号经过放大电路后输图1系统总体结构示意图入美国Silabs公司的C8051F340单片机，然后送至ZigBee中继路由节点，采用ZigBee技术的星型网络2硬件部分设计该系统硬

7、件部分主要包括终端设备和中心节点部拓扑结构，建立了一个中心节点，多个中继路由节点收稿日期：2010—09—20作者简介：王朋亮(1985一)，男，硕士研究生，主要从事机电一体化系统设计、机电控制的科研工作。E—mail：wp104228@sina．com．cn。·98·机床与液压第39卷分。终端结构框图如图2所示，主要由微控制器、3系统软件设计MC13214及其电源和外围电路组成。中心节点部分如3．1ZigBee模块配置图3所示，主要由上位机、微控制器MC13214、所用的ZigBee无线RS232串口通信芯片，以及电源和外围电路

8、组成。中通信模块提供标准RS一设置：波特率38400、数据位8、校心节点中的MC13214的主要功能是接收终端设备发232和町L收发两种接口验NONE、停止位l、流控无l7Ol送过来的数据解调并通过串口RS232发送至上位机，标准。RS-232串口