基于CC2530的ZigBee无线温湿度监测系统设计-论文.pdf

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1、第35卷第3期中国农机化学报Vo1．35NO．32014年5月JournalofChineseAgriculturalMechanizationMav．2014DOI：10．13733／jjcam．issn．2095一-5553．2014．03．053基于CC2530的ZigBee无线温湿度监测系统设计木王鑫，潘贺．杨简(吉林农业大学信息化教学与管理中心，吉林长春，130118)摘要：针对目前传统环境温湿度检测系统布线复杂、功耗高、设备维护和变更成本高的现状，本文设计了一种以CC2530为核心控制芯片的ZigBee网络温湿度监测系统，由协

2、调器节点、路由器节点和终端传感器节点三个部分组成。由协调器节点建立并维护ZigBee网络，由无线终端传感器节点采集温湿度信息，通过ZigBee网络经路由器节点和协调器节点将数据上传到上位机达到实时监测的效果。本文详细阐述了节点的硬件设计方法和软件流程。经实验证明，该系统性能稳定、扩展性好、功耗低，可广泛应用于农业环境温湿度监测领域。关键词：温湿度监测；ZigBee技术；CC2530；CC2591中图分类号：TF274文献标识码：A文章编号：2095—5553I2014，~03—0217—05王鑫，潘贺，杨简．基于CC2530的ZigBee

3、无线温湿度监测系统设计[J]．中国农机化学报，2014，35(3)：217～220，238WangXin,，PanHe，YangJian．DesignofZigBeewirelesstemperatureandhumiditymonitoringsystembasedonCC2530[J】．JournalofChineseAgriculturalMechanization，2014，35(3)：217-220，238络系统由协调器节点、路由器节点和温湿度传感器终0引言端节点三个部分组成。协调器节点负责建立网络．并近年来，随着工农业规模化和

4、自动化的发展，温发送和接收指令：温湿度传感器终端节点主要负责采湿度监测网络越来越多地应用于粮食储藏、大棚种集温湿度信息：路由器节点主要负责转发传感器节点值、生物化学制药、工业环境控制等领域中，建立有采集到的温湿度数据。由于ZigBee工作在2．4GHz的频效的温湿度监测网络已经成为非常重要的技术环节段，波长比较短，传输距离和穿透能力都比较弱．所传统的温湿度监测系统使用有线监测设备．布线复以在某些节点距离比较远的时候需要加入具有路由功杂．维护困难．灵活性差。而传感器与无线通信技术能的ZigBee模块上位机负责把下位机系统发送来的相结合的无线

5、温湿度监测系统则无需布设任何线路．温湿度数据用直观的图形化方式显示出来．便于管理不受环境制约，容易扩展，维修方便[。人员对温湿度信息进行实时监控ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技(‘?))术。是基于IEEE802．15．4无线标准研制开发的．关于组网、安全和应用软件的技术标准。其突出优点是应点用简单，工作频段灵活，低功耗，低成本，高可靠性．具有自组网和自恢复能力．非常适合用于无线温‘27：生湿度监测系统[2]本文基于ZigBee无线技术．以射频路由器、收发器CC2530芯片为核心．在TI公司的免费协议栈Z一-Stack基础上

6、．构建了应用于无线温湿度监测的Zig．上位机协调器Bee无线传感器网络(‘j’)▲1系统总体方案设计无线温湿度监测系统由上位机监测端和下位机图1系统结构图Fig．1SystemstructureZigBee网络两部分组成，如图1所示。下位机ZigBee网收稿日期：2013年6月14日修回日期：2013年7月l1日基金项目：吉林省教育厅“十二五”规划课题I(、201356)——农田大规模传感器网络数据管理技术研究第一作者：王鑫，女，1982~@，吉林长春人，硕士，讲师；研究方向为物连网。E-mail：jiarryxin@126．com中国农

7、机化学报度传感器，它将传感器元件、信号放大器、模数转换2终端传感器节点的硬件设计器、校准数据存储器、I2C总线等外部调理电路，全部终端节点主要包括：用于检测环境温度和湿度的与温湿度传感器集成在了一个只有几毫米的芯片上．具传感器SHT11：处理并传输数据的核心芯片CC2530：有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点。温度测用于信号收发的印制倒F型PCB天线：低功耗的Flash量范围是_40℃～+123．8℃，湿度测量范围是0～100％RH．存储芯片：电源模块采用锂电池供电。当检测到温湿温度采集精度可达±o．4℃。湿度采集精度可达±3．O％

8、RH度信息时．首先由CC2530对数据进行预处理．然后SHT11与CC2530之间通过串行总线IC进行通信．DATA通过天线发送给ZigBee网络中的路由器节点．间接与三态门用于数据的读取．S