基于zigbee技术物联网系统设计

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1、基于ZigBee技术物联网系统设计　　摘要：针对物联网的迅速发展，提出高校有必要建立其应用的实验实训场所。设计了一个基于ZigBee协议的实验系统，包括系统总体功能，软硬件设计及测试结果。实地测试了系统性能，测试结果证明系统运行状态良好。关键词：物联网ZigBee协议CC2530实验系统中图分类号：TP302.1文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0027-02AIotsystemdesignbasedonZigBeeZhuKaiGengRenjieJiangWeiLiuTong（SchoolofMechanicalElectr

2、onic&InformationEngineeringChinaUniversityofMining&Technology，Beijing，100083，China）Abstract：Itisindispensabletoestablishanexperimentcoachconcoursewiththedramaticdevelopmentoftheinternetofthings.ThispaperdescribesanexperimentsystembasedontheZigBeeprotocol，includingthesystementirefun

3、ction，hardwaredesign，softwaredesignaswellasthetestresult.Theperformanceofthesystemhasbeentested.Thetestresultsstatethatthesystemisin6motion.Thesystemcanprovideavalidcertificationtotheexperimentoftheinternetofthings.KeyWords：InternetofThings；ZigBeeprotocol；CC2530；Experimentalsystem物

4、联网是继互联网之后的又一次信息产业革命性发展，近年来，物联网的应用领域迅速增加。ZigBee技术符合IEEE802.15.4标准，工作在2.4G免申请频段，是物联网关键技术中不可缺少的一部分。ZigBee是一种低功耗、低成本通信技术，支持星型、树状及网状等多种网络拓扑结构，组网形式灵活，可以满足大部分网络结构的需求。物联网中基于ZigBee技术的应用越来越受到企业及高校研究人员的重视，相关人员建有许多个物联网实验开发平台。物联网的特征给各行业信息化提供了智能化解决方案。为了能让计算机系及相关专业的本科生及研究生深入了解物联网的原理、实现方法及其典型应用，让有

5、余力的师生在此基础上进行二次开发，设计并实现了一套基于ZigBee技术的物联网实验系统。设计一个小型ZigBee网络，采集环境温湿度，数据汇聚至网关并可以与Internet通信。1系统总体功能设计6系统构成有一个网关，十个传感器节点（传感器传输距离最远达一百米），服务器，PC机。传感器节点负责实时采集温湿度数据、外部IO信号及外部数字部件信息，其中温湿度数据依据ZigBee协议无线多跳传输至网关，网关负责收集、分析数据并在屏幕上显示环境参数，也可通过TCP/IP协议将数据传输至服务器，通过服务器可以将统计分析后的数据传输至Internet网络。系统布置在建筑

6、物内，为保证通信畅通，增强天线信号强度。系统示意图（如图1）。2系统硬件设计每个节点有状态指示灯，包含传感器模块、存储器、无线通讯模块及电源模块。节点电源采用交流电供电（图2）。节点中的收发器选择TI公司的低功耗CC2530芯片，CC2530使用符合IEEE802.15.4标准的Z-Stack协议栈，可以便捷地实现ZigBee无线网络的组建、管理，并完成数据传输。系统中CC2530-ZNP低成本，低功耗，有ZigBee处理器，能提供一个完整ZigBee功能。CC2530-ZNP解决方案中，使用ZigBeeSoC的CC2530处理器，使用ZigBeePRO协议

7、栈，CC2530-ZNP处理所有的ZigBee协议任务。使用其他的微控制器的资源来处理应用程序。使用CC2530-ZNP，极大的提高了用户对微控制器选择的灵活性。任何微控制器通过SPI、UART接口与CC2530-ZNP相连接。例如，它可以结合MSP430。6网关与PC机之间采用网络通信，使用UDP方式，使用心跳包来保持互相间通信。PC机可以与网关、传感器节点通过网络、串口、USB等多种接口进行通信。网关开机后将自动启动应用程序，然后自动向PC端的服务器每隔5s发送一条心跳连接信息，服务器收到信息后将回复一条心跳信息，然后双方就可以互相进行通信。网关与PC可

8、以根据该信息判断对方是否存在于网络中，其中心跳超时默