基于ZigBee精简协议的无线数据采集系统
基于ZigBee的数据采集系统
商 以及服 务供应商 等在 内的一条完整 的产业链．
在其他无线通信技术不断追求高速率 、 远距离的同
时，Ｚｇ ｅ 却 向着 低速 率 、近距离 的 方向迈 进 ， ｉＢ ｅ 其 目的就 是 为 了大幅 降低 无线终 端 的成本 和功 耗 ．
越来越 多的应用， 如温度 、 湿度 、 气体浓度 、 亮度 、 压力等各种各样小数据量信 息的采集， 及传输可 以采用这种低功耗 、 低传输速率的无线传感器网络．
Ｚｇ ｅ 联盟 成立 于 ２ ０ 年，在其创始 之初 ， ｉＢ ｅ ０ １ 加 入该 联盟 的有 英国 Ｉｖ ｎｙ 、日本 三菱 电气 、美 国 ｎ ｅｓｓ 摩 托 罗拉 以及 荷 兰 飞 利浦 等 ３ 多家 企 业 ．如 今 ， ０
芯片及 Ｊｎ ｉ的 Ｊ ５ 芯片等其他同类产品相比， ｅｎ ｃ Ｎ １ｌ ２ 它具备了集成度高 、 功耗低 、 功能强等优点， 同时
在 这些 应用场 合 中， ｉＢ ｅ网络与 现有 的各种 无 线 Ｚｇ ｅ 网络相 比，有 着独特 的优 势，即低 功 耗 、低速 率 、 低成本 ．由于 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ设备工 作 时 问较短 ，收 发信
１ 硬 件设 计
数据采集节点主要 由传感模块 、 数据处理存储
息功耗较低且采用休眠模式， 使得它非常省电， 电 池可使用长达 ６个月至 ２年左右． ｉ ｅ Ｚｇ ｅ工作在 Ｂ ２ ０ ｂｓ ５ ｐ 的通信速率， ｋ 足已满足低速率通信传输的
长 的应 用； 可编 程 的 Ｉ ２个 １ ／ Ｏ口可连接 多个传 感器 ； 内带 ８ Ａ Ｄ转换 器，转换 位数 ８位至 １ 可选， 路 ／ ４位 可 以 将 传 感 器 送 来 的 模 拟 信 号 转 换 为 数 字信 号 ；
包含增 强型 ８ ５ ０ ｌ内核 ， 每个 时钟 周期为 １个机 其
基于ZigBee的PLC无线数据采集系统设计
数据采集和传输 的方案 。本设计 以射频芯片 Ｃ ２ ３ Ｃ ４ ０为核心设计 了基于 Ｚｇ ｅ 无 线传输协 议 的 Ｐ Ｃ数 据采集系 ｉＢ ｅ Ｌ 统， 实现 了包括 区域 内的温度数据 检测 、 基于 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ的无线 的数据传输 、 Ｓ３ Ｂ Ｒ ２ ２协议与 Ｒ ４２和 Ｒ ４ ５协议之间 的 Ｓ２ Ｓ８
第２ ９卷第 ６期
Ｖｏ ． ９， ． １ ２ Ｎｏ ６
西 华 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｈ ａＵｎｖ ｒｉ ・ Ｎａｕａ ｃｅ ｃ ｏ ｒａ ｆＸｉｕ ｉｅｓｔ ｙ ｔｒｌ ｉｎ ｅ Ｓ
２１ ００年 １ １月
ＮＯ ． Ｏ１ Ｖ２ ０
文 章 编 号 ：６ ３１９ （ ００ ０ －０ ８ ４ １７ — Ｘ ２ １ ）６０ ２ － ５ ０
Ａｂｓｒ ｔ：ｎ ｏｄｅ ｏ ｓ ｌ ｅｄａａ ｃ ｌｅ ｔ ｏ ｌ ｍｓ ｉ ｏ ｐｅ ｉｉ ｅ ｉｎｓ ｈｉ ｒｉｌ ａ ｅ Ｉ ｒ ｒ ｔ ｏ ｖ ｔ ｏｌ ｃｉ ｐｒｂ ｅ ｎ ｓ ｍｅ ｓ ｃｆｃｒ ｇｏ ，ｔ ｓａ ｔｃｅ ｇ ｖ ｕ ｇ ｓｉｎ ｂ ｓｅ ｎ ＺｉＢｅ ｏ ｏ ｎｇ
转换 、Ｌ Ｐ Ｃ与 Ｃ ２ ３ Ｃ ４ ０和 Ｐ Ｃ机之 问数据交互 以及通过上位组态软件 ＭＣ Ｓ 温度数据监控等诸多功能 。经实验调 Ｇ 对
试 ， 采 集 系 统 达 到 了设 计 的 要求 ， 果 良好 ， 实 现 Ｚｇ ｅ 技 术 在 工业 领 域 的应 用 具 有 实 际 意 义 。 该 效 对 ｉ ｅ Ｂ
基 于 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ的 Ｐ Ｃ无 线数 据 采 集 系统 设 计 Ｌ
史 品， 郑 萍
（ 华 大 学 电 气信 息 学 院 ， 西 四川 成 都 ６ ０３ ） １０ ９
《2024年基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》范文
《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展，无线数据采集系统在各个领域的应用越来越广泛。
ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信技术，在无线数据采集系统中得到了广泛应用。
本文旨在研究并设计一个基于ZigBee技术的无线数据采集系统，以实现对各类数据的快速、准确、可靠采集和传输。
二、系统概述基于ZigBee技术的无线数据采集系统主要由传感器节点、协调器以及上位机三部分组成。
传感器节点负责数据的采集和初步处理，通过ZigBee无线通信技术与协调器进行数据传输。
协调器负责接收传感器节点的数据，并将其通过有线或无线网络传输至上位机进行进一步处理和分析。
三、传感器节点设计传感器节点是无线数据采集系统的核心部分，其设计直接影响到系统的性能和稳定性。
传感器节点主要包括传感器模块、微控制器模块、ZigBee无线通信模块以及电源模块。
传感器模块负责数据的采集，可根据实际需求选择不同类型的传感器。
微控制器模块负责协调传感器模块和ZigBee无线通信模块的工作，并对数据进行初步处理。
ZigBee无线通信模块负责与协调器进行数据传输。
电源模块为整个节点提供稳定的电源。
四、协调器设计协调器是连接传感器节点和上位机的桥梁，其设计同样重要。
协调器主要包括ZigBee无线通信模块、数据处理模块以及与上位机的接口模块。
ZigBee无线通信模块负责接收传感器节点的数据。
数据处理模块对接收到的数据进行进一步处理，如滤波、去噪等。
与上位机的接口模块负责将处理后的数据传输至上位机进行进一步的分析和处理。
五、系统实现系统实现主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要包括传感器节点和协调器的电路设计、元器件选型等。
软件设计主要包括传感器节点的数据采集和处理程序、ZigBee无线通信程序以及协调器的数据处理程序和与上位机的通信程序。
在硬件设计方面，需根据实际需求选择合适的元器件，并设计合理的电路以保证系统的稳定性和可靠性。
基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计
密级一般分类号TP393硕士学位论文作者：杨朋伟指导教师：侯宏录教授申请学位学科：2009年4月20日XI’ANTECHNOLOGICAL UNIVERSITY基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计测试计量技术及仪器题目:基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计学科：测试计量技术及仪器研究生签字：指导教师签字：摘要Zigbee无线传感器网络技术是一种全新的短距离无线通信技术，广泛应用于智能控制、无线监控及环境监测等领域。
目前，对于Zigbee无线传感器网络技术的应用还存在诸多问题，本文重点对无线传感器网络时间同步算法、低功耗系统设计开展深入研究。
1.对Zigbee无线传感器网络时间同步算法进行了全面分析研究,从降低同步开销和关键路径长度的角度出发，提出了两种应用于不同环境下的时间同步算法。
1）当网络规模较小时，采用二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法，该算法通过构造二层拓扑结构和时延估计的方法实现了ms级的时间同步精度.降低了时间同步开销；2）当网络规模较大时，采用多跳传感器网络时间同步算法，该算法通过构造较优拓扑结构和累计时延估计的办法降低了时间同步开销及关键路径长度。
2.通过对Zigbee协议栈的研究及分析，从低功耗设计的角度出发，完成了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统设计。
主要内容包括如下几个方面：1）完成了Zigbee无线网络节点的电路设计及相关应用电路设计，在此基础上，应用IAR7.20H开发平台完成了Zigbee无线网络节点的功能软件设计。
2）使用TI公司的CC2430芯片完成了Zigbee节点点对点无线通信的设计及Zigbee 简单网络节点通信设计。
3）完成了多路传感器数据采集接口的设计及Zigbee无线网络监控管理软件设计。
4）研究了无线网络节点功能软件的低功耗设计方法。
5）搭建了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统，对其进行了调试和实验，结果表明该系统在70m范围内工作稳定，误码率较低，时间同步精度较高，能够满足工业环境下的参数远程监控。
基于Zigbee的通用型数据采集器设计
作者简介：武艺泳，男，工程师，主要研究方向：机电与测控技术。
２４
《计量与测试技术》２０２０年第 ４７卷第 １１期
点众多的大型工业无线传感器网络中。 １ 总体设计
该设计主要着眼于工业现场数据传输和数据采 集两个方面。其总体结构图如图 １所示，主要包括： 传感器、数据采集器、Ｚｉｇｂｅｅ无线网络、上位机。
武艺泳等：基于 Ｚｉｇｂｅｅ的通用型数据采集器设计
２３
基于 Ｚｉｇｂｅｅ的通用型数据采集器设计
武艺泳 郑国良 杨洪涛 张磊乐
（郑州机械研究所有限公司，河南 郑州 ４５００５２）
摘 要：采用 Ｚｉｇｂｅｅ无线网络，设计了一种用于工业现场的通用性较强的数据采集器。Ｚｉｇｂｅｅ无线网络解决了现有有线式数据传输的先天不 足，本设计选用 ＣＣ２５３０Ｆ２５６完成 Ｚｉｇｂｅｅ网络节点的设计及采集控制工作。数据采集器内含 １６位 ＡＤＣ，具有 ２个频率或脉冲计数通道，８个完 全隔离的模拟量采样通道，配备合适的传感器，即可完成温度、湿度、压力、转速等物理量的采集。该采集器成本低、精度高、易于扩展，适用于 对采集的信号时序要求不是非常严格，采集速率较低，采集节点众多的大型工业无线传感器网络。 关键词：Ｚｉｇｂｅｅ；无线网络；数据采集；通用；ＣＣ２５３０Ｆ２５６ 中图分类号：ＴＰ２７４；ＴＮ９２ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４６０４０２０ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．１１．００８
同样，随着工业自动化技术的发展，现有的有线 式数据采集系统的局限性也越来越突出。有线式数
据采集的布线方式有很多先天不足，例如布线成本 昂贵、难以测控移动设备、节点众多时连线繁杂、难 以扩展等 问 题。［３］另 外 在 高 腐 蚀 环 境、现 场 无 法 实 现明线连接或者为了保证安全等许多条件下，采用 传统的数据传输信道，如通过 ＲＳ４８５、ＣＡＮ总线等 已经不能满足数据采集与传输的需要。
基于ZigBee技术的无线数据采集网络
节点数万 、 为“ 互 基站” ② 物超所值 ， ； 免费频段 ， 超低 功耗 、 可靠 安全 ； ③嵌入智 能 、 加密数传 ， 自动组 网 、 自行诊断 ； ④移 动中测 、 容错不乱 ， 相互操作 、 无缝切 换 ； 多跳传递 、 ⑤ 网型齐 全 ， 期在 长
（ ｓａ ｅｔＬｄ ， ｎｈｎ１４０ ， ｈｎ） ＡｎｈｎＴ ｓ ｔ． Ａ ｓａ ０６ Ｃ ｉａ ， １
Ａ ｓ ａｔＴ ｅｃｒ ｎ ｔａｉ ， ｅｅｏｍ ｎ， ｎ ｈ ｕｕｅｏ ｉＢ ｅｔ ｈ ｏ ｇ ｎ ｉ ｌ ｓｓｎｏ ｅ ｏｋ ＷＳ ） ａｅｉｒ－ ｂｔ ｃ： ｈ ｕｒ ｔ ｉ ｔ ｎ ｄｖｌ ｅｔａｄ ｔｅｆｔｒ ｆ ｇ ｅ ｅ ｎｌ ｙａｄｗｒ ｅ ｅｓｒｎｔ ｒ（ Ｎ ｒ ｎ ｏ ｒ ｅ ｓｕ ｏ ｐ Ｚ ｃ ｏ ｅｓ ｗ ｔ
测 ， ＭＣ 由 Ｕ对信 息进 行处 理 ， ＷＰ Ｎ进行 数 据通 信 ， 由 Ａ 由主控
系列军事传 感器 网络研 究项 目。陆军 的 “ 型 传感 器 网络 通 微 信” 海 军的“ 、 网状传感器系统”， 将使今天最先 进的反舰巡航 导 弹也会被实时监测并被击 中。Ｉｔ 公 司也发 布 了基 于 ＷＳ ｎｅ ｌ Ｎ新 型计算机发展计划。
ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓｕｌｅ ｐ ｒｅ ｃ ｆｄ ｖ ｌｐ ｎ ｉ Ｂ ｅ ｒ ｌｔｄ ｐ ｏ ｕ ｔｉ ｌ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｕ ｅ ． ｈ ｕ ｃ ｓｆ ｌ ｘ ｅ ｉｎ ｅｏ ｅ ｅｏ ｉｇ Ｚ ｇ ｅ ｅａｅ ｒ ｄ ｃ ｓａ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ Ｚ ｇ ｅ Ｗ Ｓ ＷＰ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉＢｅ ； Ｎ； ＡＮ； ｏ ｅ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｎ ｄ ； ａａ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｉ
基于Zigbee的数据采集传输系统的设计
２ ４ ｌ 或 内置天 线 ． Ｇ ｓ｜ Ａ
Ｇ Ｄ 电源地 Ｎ
ＶＣ ５ Ｃ Ｖ
Ｒ ／ Ｌ，接 用户 Ｃ Ｕ Ｔ ＸｌＨ Ｐ Ｘ Ｔ×１Ｔ Ｌ。接 用户 Ｃ Ｕ Ｒ ／Ｔ Ｐ Ｘ ｓＮ ＧＤ， Ｒ ２ ２ 号地 Ｓ３ 信 Ｔｘ２ Ｒ ２ ２，接用 户 Ｒ ／Ｓ３ ｘ Ｒ ／Ｓ３ ｘ２ Ｒ ２ ２，接用 户 Ｔ ｘ 保 留 ＲＳ Ｔ，低 电平 有 效 ＥＥ
很 大 的 困难 。本 文 介 绍 的基 于 Ｚｇ ｅ 的 无 线 数 据 采 集 传 输 系 统 能 够 很 好 地 解 决 这 个 困难 。本 文 详 细 地 分 析 了基 于 Ｚｇ ｉｂ ｅ ｉ—
ｂ ｅ 数 据 采 集 传输 系 统 的 工 作 原 理 和 功 能 要 求 ， 根 据 此 工 作 原 理 和 功 能 要求 ， 定 了系 统 的总 体 设 计 方 案 ， 设 计 了 ｅ的 并 制 并
． ． ． ． ． ＿
０ Ｐ ０ 舰 ． 玎 胍 Ｔ ｌ Ｋ．Ｄ ０ Ｄ ２ 肌 １ ４ 佻 １ Ｏ Ｓ Ｌ ｘ— ㈣ 嗣 Ｃ Ｍ Ｄ 一 Ｏ Ｒ Ｉ Ｃ Ｓ 三— 一 ＣＭ Ｓ Ｔ— Ｉ Ｔ ０ ㈣一 豇 Ｉ Ｔ １ 剐
系 统 在 功 能 上 实 现 了 转 发 的 作 用 ， 采 集 到 被 采 在
图 １ 数 据 采 集 传 输 过 程
基于zigbee技术的数据采集传输系统设计
J o u r n a l of W u h a n P o l y t e c h n i c 电子与计算机技术基于zigbee 技术的数据采集传输系统设计王卫华(河南警察学院，河南郑州450000)摘要：ZigBee 技术作为一种短距离、低功耗、低成本的无线通信技术，有效地弥补了短距离无线通 信的一些不足和缺点。
通过利用Z 1gbee 通讯协议提出了一个无线数据采集传输系统方案， 设计并实现了数据采集传输系统的网络结构、硬件组成和软件程序流程设计，该系统具有 覆盖范围广、适应性强、性能安全稳定、操作简单等特点，实现了数据无线采集和传输的功 能。
关键词zigbee 技术；无线网络;传感器；数据采集中图分类号：TN 92文献标识码：A 文章编号：1671-931X (2017) 01-0076-03随着无线网络通信技术的迅猛发展，利用无线 网络和传感器进行数据采集和传输被越来越多的领 域应用，有效克服了有线网络费用高、布线困难、灵 活性差的缺点，具有良好的性价比和可扩展性。
近年 来，各个应用领域对无线数据传输的实时性、安全性 和灵活性的要求不断提高，建立一个安全可靠的无 线数据采集传输网络成为广大用户的急切需求。
一 种基于zigbee 技术的无线数据采集通信网络系统以 其低功耗、低成本、安全可靠的优良特性受到了用户 的青睐，成为一种便捷好用的无线数据传输方法。
一、Zigbee 技术概述Z igbee 网络技术是基于IEEE 802.15.4标准协议 的，具有低功耗、低传输率、短距离、延时短、安全可靠 等优良特性，并且拥有很好的路径选择、自动连网、广 泛适用性等功能，非常适用于数据传输量较小的网络 系统中。
一个完整的Zigbee 协议栈包括应用层、汇聚 层、网络层、数据链路层、物理层五个部分[1]。
Zigbee 协 议应用功耗低，2节5号电池能够使用6个月以上，简 化了频繁更换电池的麻烦。
一个使用范围内最多可以 同时容纳100个zigbee 网络。
基于ZigBee技术的抽油机无线数据采集系统的设计
ｌ 系统 原理概 述
本 文 主要基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术通 过研 究设 计 一 种抽 油机 无 线数 据 采 集 系统 。针 对 抽 油机 所 处井 场环 境 恶劣 ， 不易 获取 油井 参数 ， 抽 油机各 系统 运行 工况 掌握 较 困难 等 实 际情 况 ， 使 用 近距 离远 程 监控 方 式 。利
理 — 电 一 路 电
ｌ
Ｉ 电 要
ｉ 感
摘
要： 利用 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技术设计 一种抽 油机 无线数据 采集系统 ， 搭 建短距 离 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ网络， 实 现油井参 量的远程 监控。
选用 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 、 Ｄ Ｔ Ｈ１ １测量温湿度 ； Ａ ３ ３ ７ ０ ２ ２测量螺杆泵 电机 的电参数传 送 至单 片机处理 后 ， 通过 Ｃ Ｃ ２ ４ ３ ０ Ｒ Ｆ收发 模 块传 送至数据传输终端 。该 系统 主要针对抽 油机所处 井场环境 恶劣， 不易获取油井参数 ， 抽 油机各 系统运行 工况
林 芳 ， 刘 洋 ， 张 物理与 电气信息工程学院 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ７ １ ２ ； ２ ． 大庆 油田有 限责任 公司 钻 探工程公司 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ７ ０ ０ ０； ３ ． 中科院微 电子研究所 ， 江苏 无锡 ２ １ ４ ０ ０ ０ ）
掌握较 困难等实 际情况 ， 具有一定的价值和实用意义。
关键 词 ： 数据 采 集 ； Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 ； Ａ ｑ ｑ Ｔ ０ ２ ２ ； Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０
作 者简介 ： 林 芳（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 女， 黑龙江大庆人 ， 大庆师 范学院物理 与 电气信 息工程 学院讲 师， 从 事信号处理 理论及 应
基于ZigBee的能源数据采集自组网系统设计
ｚｇ ｅ支持 星状 网、树状 网和网状 网三种网络拓扑 ｉＢ ｅ
结构［，系统节点具有多跳路 由功能 ，网络健壮性 和系 ２ 】 统可靠性强。Ｚｇ ｅ 网络 中包含协调器 、路由器 和终端 ｉ ｅ Ｂ 设备三种类 型的节点 。一个Ｚｇ ｅ 网络有且仅有一个协 ｉ ｅ Ｂ 调器 ，作为整个 网络启动 、维护的 中心［，路 由器主要 ２ 】
轮 询方式 中 ，数据 采集终 端对应 采用 被动 工作方 式 ，即所有 的数据采 集操作 都是 由 中心 节点 发起 ，对
参考文献
…杜 丽敏， 郭文成． ｉ ｅ技 术在远程抄 表 系统 中的应用Ⅲ． 片 ｚｇ ｅ Ｂ 单
机 与嵌 入 式 系统 应 用 ． ０ （） ２ ６７． ０
各 节点逐 个发送 数据 采集命 令 ，相应节 点接 收到命令
数据采集模块 、Ｚｇ ｅ无线通信模块 、时钟模块 、电源 ｉＢ ｅ
模块 等几 大部分 组成。其 中，数据采集模块可通过Ｒ ． Ｓ
用 。本 文提 出了一种基 ： Ｚｇ ｅ 的能源数 据采集 自组 Ｊ ｉＢ ｅ ：
网系统 ，以解 决工业 企业 能源数据采 集在组 网方 面存
在的问题 。
２ ２ Ｓ ４ 等通信方式 与具 有数字信 号输 出 的能源计 ３ 、Ｒ ８ ５
志 ． ０ （２：． ２ ３１） ０ ８
企业增值开发政府信 息资源 的主体作用 ，进而推动信息
产业 的快速发展 。 （ ）推进政 府信息资源公开的立法工作 二
［】 ３原光， 艺． 国政府信 息资 源增值 利用模 式的创 新 Ｕｌ 王 我 统计 与 Ｊ 决策， ０ （６： — ２ ２ ９１） ０ ７ ０ ７
成首 、末两个节点所采样 的数据在时间上略有偏差 ，但
基于ZigBee的数据采集与无线传输实验
2016-2017学年第二学期
课程实验报告
课程名称：无线传感网络
实验名称：基于ZigBee的数据采集与无线传输实验
XX 班级学号同组同学
实验课表现出勤、表现得分25% 25 实验报告
得分50%
实验总分操作结果得分25% 25
实验目的
了解ZigBee的工作原理和技术特点，利用CC2530芯片开发一个简单的ZigBee组网通信实验。
实验内容
以小组为单位，利用CC2530芯片部署无线传感网络实验，分别设计采集节点、汇聚节点的程序，采集节点采集温度信息，并通过无线信道传输给汇聚节点。
汇聚节点再将温度数据通过串口传输给上位机（PC机）。
要求自己设计通信协议，实现上位机对监控区域的定时和实时温度数据采集。
实验过程中遇到的问题以与如何解决的？（可以写多条，是否认真填写将影响实验成绩）
在实验过程中我遇到了
1、能接收后遇到很多的噪声干扰并且不能接收自己发送的信息
2、接收到自己的信息后仍然有很多的噪声干扰出现了很多的乱码
3、接收自己的信息也被转换成乱码
4、遇到了选择性接收上的技术问题。
ZigBee技术在数据采集系统中的应用
数 据 采 集 技 术 是 获 取 和 处 理 信 息 的 主要 方 法 和 手
段 ， 由传感器技术 、 试技术 、 是 测 信号处 理技术 、 计算机
技 术结合 的一种 现代检 测技术Ⅲ 在工业 生产 和控制
中 ． 用 数 据 采 集 系统 可 以采 集 工 业 现 场 的 环 境 参 数 ， 应
深 圳 市 飞 比 电子 科 技 有 限 公 司 Ｚｇ ｅ 高 精 度 单 温 ｉ ｅ Ｂ
现代 算 ２１． ＠ 计 机 ０１２ １
开 发 案 例
据采集系统中常常采用树型拓扑 。
节点 ，包括 协调器节点 、路 由器节 点和终端传感 器节
ｏ
●
●
点． 无线射频 Ｆ ２ ３ Ｒ Ｂ ５ ０ Ｆ采 用 １ 公 司的 Ｃ ２ ３ ’ Ｉ Ｃ ５ ０芯 片 。 其 中， 协调器节点主要负责启动 网络 ， 配置 网络成 员地
０ 引
言
之间的相互协调以实现双向通信 Ｅ Ｅ ０ ． ．标准 。ＩＥ ８ ２１ ４ ５
定 义 了 Ｚｇ ｅ 协 议栈 的物理 层 （ Ｈ ） 媒体 控 制层 ｉ ｅ Ｂ Ｐ Ｙ和
（ Ａ ）Ｚｇ ｅ 在 ＩＥ ８ ２１． 础 上 进 行 了扩 展 ， Ｍ Ｃ ，ｉ ｅ则 Ｂ Ｅ Ｅ ０ ． ４基 ５
摘 要 ：提 出 一 种 基 于 ｚ ｅ 技 术 的数 据 采 集 系统 。该 系 统 以 Ｔ 公 司 的 ＣＣ ５ ０为主 控 芯 片 ， ｉ ｅ Ｉ ２３ 设
计 数 据 采 集 终 端 节 点 、 由节 点 和 协 调 器节 点 。终 端 节 点 和 路 由节 点 采 集 数 据 并 通 过 逐 级 路
１ Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技 术 概 述
１１ ｉＢ ｅ协 议 栈 ． Ｚ ｇ ｅ
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。
温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一，对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。
ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术，凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点，已成为无线传感器网络的主流技术之一。
本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。
该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据，通过数据传输和处理，实现对温度信息的实时监测和分析。
系统设计注重实用性和可靠性，力求在保证数据准确性的同时，降低成本和提高效率。
本论文的主要内容包括：对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述，分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构，包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨，如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性，并对实验结果进行分析和讨论。
本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考，对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。
1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。
作为WSN的关键技术之一，ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点，成为实现WSN的重要手段。
温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用，通过对环境温度的实时监测，为生产生活提供准确的数据支持，对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。
传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式，存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。
为了解决这些问题，基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。
基于ZigBee技术的无线数据采集系统的研制
在 复杂 的ห้องสมุดไป่ตู้电 磁 环 境 下 进 行 无 线 通 信 。Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技 术 还
具 有低 功耗 、 高度 扩充 性 、 自组 织 网络 功 能 、 络 自愈 网
功 能 。
１ Ｚ ｇ ｅ 技 术 原 理 介 绍 ｉＢ ｅ
Ｓｏ ｒ
随着 射 频技 术 、 电子技 术及 集成 电路 的进 步 ， 微 无 线 通 信 技术取 得 了飞速 的发 展 ， 线 通 信 的 实 现成 本 无 越 来 越低 ， 输 速度 越 来 越 快 ， 靠性 越来 越 高 ， 且 传 可 并
逐 渐 达 到可 以和 有线 网络 相媲 美 的水平 。工 业环 境 下 的无线 数 据通 信 技 术口 是 近 年来 新 的发 展 趋 势 ， 无 将
兰
二 ！
实
验
技
术
与
管
理
ＣＮ１ — ２ ３ ／ １ ０４ Ｔ
第 ２ ９卷
第 ５ 期
２１ ０ ２年 ５月
Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎｄ Ｍ ａ ａ ｅ ｅ ｔ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ｍ ｎ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ５ Ｍ ａ ． ２ ２ １２ ． ｙ ０１
基 于 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技 术 的无 线数 据 采 集 系 统 的研 制
张 立 立 ，徐 勇 ，孙 开 宇
（． 东北 大 学 信 息科 学 与 工程 学 院 ，辽 宁 沈 阳 １ ０ １ ；２ １ １ ８ ９ ．奥 维 通 信 股 份 有 限 公 司 ， 宁 沈 阳 １ ０ ７ ） 辽 １１９
ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｏｎｔｏｌｃ ｎｔ ｒｔ ｒ ｕｇ ｔ ＳＢ ｎｔ ｒ ａ ｅ Ｔ ｈｉ ｍ ｐ ｅ ｅ ｓ ｒ ｍ ｏ ｅ ｔａ ｍ ｉｓｏ ｎ ｏｎ ｔ ｒｎ ｈ ａ ａｔ ｈｅ ｃ ｒ ｅ ｅ ｈ ｏ ｈ ｈｅＵ ｉ ｅ ｆｃ 。 ｓｉ ｌ ｍ ｎｔ ｅ ｔ ｒ ｎｓ ｓ ｉｎ ａ ｄ ｍ ｉｏ ｉｇ
《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》范文
《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》篇一一、引言随着信息技术的快速发展，无线通信技术在各个领域的应用越来越广泛。
ZigBee技术以其低功耗、低成本、高可靠性等特点，在无线数据采集系统中得到了广泛应用。
本文将研究并设计一种基于ZigBee技术的无线数据采集系统，以满足不同场景下的数据采集需求。
二、系统需求分析无线数据采集系统需要具备实时性、可靠性和可扩展性等特点。
在系统需求分析阶段，需要明确数据采集的目的、传输的数据类型以及系统所面临的环境等条件。
具体包括：1. 采集的数据类型：系统需要采集的包括温度、湿度、压力、光照等环境参数数据。
2. 数据传输要求：系统应具备实时数据传输功能，确保数据能够及时上传至服务器。
3. 系统环境：考虑到实际应用场景，系统需具备较高的抗干扰能力和稳定性。
三、系统设计基于ZigBee技术的无线数据采集系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
（一）硬件设计1. 主控芯片选择：选用低功耗、高性能的微控制器作为主控芯片，负责整个系统的协调与控制。
2. 无线通信模块：采用ZigBee无线通信模块，实现节点间的数据传输。
3. 传感器模块：根据需求选择合适的传感器，如温度传感器、湿度传感器等，实现环境参数的采集。
4. 电源模块：设计稳定的电源模块，为整个系统提供可靠的供电保障。
（二）软件设计1. 操作系统：选用适用于微控制器的嵌入式操作系统，如RTOS。
2. 通信协议：设计基于ZigBee的通信协议，确保数据传输的可靠性和实时性。
3. 数据处理：在主控芯片上实现数据处理算法，对采集到的数据进行处理与分析。
4. 上位机软件：开发上位机软件，实现数据的可视化展示和存储。
四、系统实现（一）硬件实现根据硬件设计，完成电路板的设计与制作，将各模块集成到电路板上，实现硬件的实物化。
（二）软件实现1. 驱动程序开发：编写各模块的驱动程序，实现硬件与操作系统的交互。
2. 通信协议实现：根据设计的通信协议，编写通信程序，实现节点间的数据传输。
基于zigbee无线抄表系统的设计与实现
【 ３ ］ Ｓ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｃ ， Ｄ． ． Ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｄ ｉ ｕ ｍ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ
ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ａ ｄｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ． Ｐ ｏ ｗｅ ｒ
一
有研 究员研 究和 开 发无 线抄表 系统 ， 目前 广泛 应用于 楼 宇 自动 化控 制 、 无 线 控 制 家用 电器 、 远 程 监 控 以及 工 业 领 域
的 自动 化控制 等。而 中国开 始接触 无线 抄表 系统 已经 到 了 ９ ０年代 ， 目前人 工抄 表 、 有线 抄 表 系统 、 无 线 抄表 系统 以 及 Ｉ Ｃ卡预 付 费表 是 国内 厂家生 产 的主 要抄表 系统。 本 设 计结 合 ＧＰ Ｒ Ｓ技 术和 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ技术 ，研 究 一种 新型 的远 程 无 线抄表 装置 ， 有效 的解 决抄 表数 据 的无线 远传 和数 据 的 自动 采 集 问题 ， 方便供 电部 门 的抄 表 ， 提 高供 电系统 自动 化 水平 ， 提高 了供 电公 司 的经济效 益。 １无线 抄表 系统 的硬 件设计
关键词 ． Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ Ｃ ｃ ２ ４ ３ ０ Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 抄 表
一
业迫 切 需要解 决 的一 个 问题 。供 电企 业 需要 一 种 计 量准 要功 能 ， 但 同时也 要根据 用 户指令 进入 工作 模 式 。
确 、安 装和 维护 方便 、投 资较 少 的 电能表 抄表解 决 方案 。 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术主 要 适用 于 自动控 制 和远 程 控制 领域 ，国 外 些发达 国家研 究无线 抄表 技术 比较 早 ，早在 ７ ０年 代 就
基矛ZigBee的油井无线数据采集系统的设计
ａｗｉ ｌ ｓ ｅ ｓ ｒ ｅｗ ｒ ｓｓ ｓｅ ｔ ｃ ｉｖ ｅｃ ｌ ｃｉ ｎｏ ｉ ｅｄ’ ｄ ｔ ｎ ｅｒ ａ－ ｍｅｍｏ ｉ ｒｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ Ｉ ｈ ｒ ｅ ｓｓ ｎ ｏ ｔ ｏ ｋ ｙ ｔ ｍ ａ ｈｅ ｅ ｔ ｏ ｌ ｔ ｆ ｌ ｌ Ｓ ａａ ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｉ ｎ ｔ ｉ ｇ ｍａ ａ ｅ ｎ ． ｎ ｔ ｅ ｅ ｎ ｏ ｈ ｅ ｏ ｏｆ ｉ ｈ ｔ ｏ
ｓ ｎ ｉｉｉ ． ｅ ｓｔｖｔ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｚｇ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉＢ ｅ；ｄ ｔ ｏｌｃｉｎ；ｒａ— ｍｅｍｏ ｉ ｒ ｇ Ｎ５ ３ ａａｃ ｌ ｔ ｅ ｏ ｅ ｌｉ ｎｔｉ ；Ｊ １ ９ ｔ ｏｎ
据 了解 。 个 油 田 的 生 产 组 织 结 构 非 常 复杂 ， 个 油 田 一 一 的采 油 场 由 多 口油 井 以及 其 他 分散 设 施 组 成 。鉴 于 油井 数 量 众 多 ． 且分 布 的 范 围也 由几 十平 方 公 里 扩 展 到 上 百 平 方 公 而
关键 词 ：Ｚｇ ｅ；数 据 采 集 ；实时监 控 ；Ｊ １ ９ ｉＢｅ Ｎ５ ３
中 图分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ２４
文 献 标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：１７ — ２ ６ ２ １ ） ６ Ｏ １— ３ ６ ４ ６ ３ （ ０ ｏ 一 ｌ ０ ０ １
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｌ ｗｉ ｅ ｅ ｓ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ Ｚｉ Ｂｅ ｓｇ ｆｗｅｌ ｒ ｌ ｓ ａ ａ ａ ｑ ｉｉｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｇ ｅ
第 ｌ ９卷 第 ６期
Ｖｏ ．９ １１
Ｎｏ６ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅｎ ｉｅ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｇｎ ｅ
基于ZigBee网络与GPRS的数据采集传输系统设计
与 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ协 议 转 换 ， 成 与 Ｉｔ ｅ 连 接 ， 控 中 心 可 以 完 ｎｅ ｔ的 ｕ ｒ 监 通 过 Ｉｔ ｅ 网 络 进 行 信 号 的收 集 。完 成 数 据 的 远 程 采集 与 ｎｅ ｔ ｕ ｒ 传输过程 。
Ｃ ２ ３ ， Ｃ ４ ０是 一 种 真 正 的 片 上 系 统 芯 片 （Ｏ ） ＭＯ Ｃ ４０Ｃ ２３ Ｓ Ｃ Ｃ Ｓ解 决 方 案 。 种 解 决 方 案 能 够 提 高 性 能 并 满 足 以 Ｚｇ ｅ 这 ｉ ｅ为 基 础 Ｂ 的 ２４Ｇ ｚＩＭ 波 段 应 用 ． 全 兼 容 Ｚｇ ｅ ． Ｈ Ｓ 完 ｉＢ ｅ协 议 ， 方 案 还 该 满 足 了工 业 过程 对 低 成 本 ， 功 耗 的 要 求 。该 芯 片 内部 集 成 低 了一 个 符 合 ＩＥ ８ ２１． 准 的 ２ Ｈ Ｓ Ｓ 直 接 序 列 扩 Ｅ Ｅ ０ ． ４标 ５ ． Ｇ ｚＤ Ｓ （ ４
１ 系统 结 构 与 原 理
１１ 系统 组 成 ．
技 术 。数 据 传 输 距 离 依 赖 于 输 出 功 率 和 信 道 环 境 ， 般 在 一
百 米 左 右 ； 信 时 延 和 从 休 眠 状 态 激 活 的 时延 都 非 常 短 ， 通 典
型的搜索设 备时延 ３ ， 眠激活 的时延是 １ ｓ 活动设 ０ｍｓ体 ５ｍ ，
本高 ， 制了工业通信技术 的发展 ， 然在有些工业情 况下 ， 限 虽 单纯用 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ进 行 数 据 传 递 可 满 足 一 定 的 工 业 要 求 。 是 花 但 费 太 高 ． 且 不 能 排 除信 号 采 集 现 场 没 有 运 营 商 信 号 覆 盖 的 并 可 能 性 。工 业 生产 现 场 的数 据 采 集 迫 切 需 要 一 种 简 单 的 、 低
基于ZigBee精简协议的无线数据采集系统
协议栈代码 ， 并编写 了应用层代码 和相 关驱 动程序 。研究结果表明 ， 系统的实施减 少了人员工 作量 ， 无需布线 ， 该 且 保证 了数据实 时传输 的有效性 ， 以在高温 、 可 高压 、 高空 、 高危险等某些 特定环境 中进行环境监测工作。
关键 词 ：ｉＢ ｅＣ ２ ３ ；ｉＢ ｅ 简 协 议 栈 Ｚｇ ｅ ；Ｃ ４ ０ Ｚｇ ｅ 精
号强度 通过 网络最终 发送 给协 调器节点 ， Ｃ系统将 节 Ｐ 点采集 的数据 进行综 合分 析处 理及控 制 。该 系统 开发
ｔ ｉ ｃ ｌｓａ ｋ ｆ
Ｃ Ｉ ｎｊ ｇ Ｑ Ｎ Ｈ ｉ ｉ Ａ Ｗｅ －ｎ ， Ｉ ｕ— ｎ ｉ ｂ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｌ ｔ ｎｃ Ｓ ｈｏ ｏ ｅ ｒ ｉ Ｅ ｃ ｏ ｓ＆ Ｉｆｒ ｔ ｎ Ｈａｇｈ ｕＤａ ｚ Ｕ ｉｅ ｉ ， ａ ｇｈ ｕ３ ， ｈｎ ） ｎ ｍａ ｏ ， ｎｚｏ ｉ ｉ ｎｖｒ ｔ Ｈ ｎ ｚｏ ０ Ｃ ｉ ｏ ｉ ｎ ｓｙ １ １ ０ ８ ａ
０ 引 言
Ｚｇ ｅ 技术 是一 种 近距 离 、 功 耗 、 数 据 速率 、 ｉ ｅ Ｂ 低 低 低成本 、 工作 在 ２ ４ Ｇ 和 ８ ８ ９ ５ＭＨ ． Ｈｚ ６ ／ １ ｚ的无 线 网络 技术 。综合 了信 息处 理技 术 、 电子 技 术 、 入 式 技 微 嵌 术 、 代 网络 与无线 通信技 术等 多领域 技术 引。它依 现
ｔ ｎ ｗ ｓｄ ｓｇ ｅ ．Ｔ ｅ ｈ ｒ ｗａｅ ａ ｄ ｓ ｆ ａ ｅｏ ｙ ｔｍ ａ ｎ ｌ ｚ ｄ ａ ｄ ｄ ｓｇ ｅ ｅａｌ ｅ ａ ｅ ｉｎ ｄ ｈ ａ ｄ ｒ ｎ ｏ ｔ ｒ ｆｓ ｓ ｗ ｅ ｗ ｓａ ａ ｙ ｅ ｎ ｅ ｉｎ ｄ ｉ ｄ ｔ ｉ ｎ ．Ｔｈ ｒ ｌｓ ｏ ｅ ｕ ｅ Ｉ ｃ ４ ０ ａ ｄ ｔ ｍｐ ｒ ｅｗｉ ｅ ｓｎ ｄ ｓ ｄ Ｔ ’ ｃ ２ ３ ｎ ｅ ｅ — ｅ Ｓ
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参考文献（Ｒｅｆｅｒｅ眦幅）：
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［３］谭龙．基于无线传感器网络的环境监测系统的设计
［Ｊ］．黑龙江环境通报，２００５，２９（２）：３ｌ－３２．
件和软件进行了详细的分析和设计。无线传输节点主要采用了ＴＩ公司ｃｃ２４３０芯片和温度、光照传感器模块，移植了ｚｉｇＢｅｅ精简
协议栈代码，并编写了应用层代码和相关驱动程序。研究结果表明，该系统的实施减少了人员工作量，且无需布线，保证了数据实
时传输的有效性。可以在高温、高压、高空、高危险等某些特定环境中进行环境监测工作。
图２传感器节点功能模块
２．２协调器、路由器节点功能模块
协调器、路由节点主要由串口模块、时钟模块、显 示模块、电源模块。电压转换模块、ＬＥＤ指示灯、按键 模块组成。连接框图如图３所示。采用ＭＡｘ２３２芯片 作为执行电平转换的芯片，完成ＣＣ２４３０与Ｐｃ间的数 据通讯。由于ＣＣ２４３０的工作电压为３．３ Ｖ，所以要用 电压转换模块把５ Ｖ降到３．３ Ｖ。显示模块用来显示 节点加入和退出网络的信息，提供了用户和传感器网 络的交互界面。用户操控协调器按键发送节点控制命
１．２总体设计框图
本系统所用的开发环境是ＩＡＲ７．２，采用ＺｉｇＢｅｅ 精简协议栈，无线传输节点采用ＣＣ２４３０芯片作为信 息处理核心，结合温度、光照模块，构成传感器节点，可 对现场环境实时监测。通过传感器节点数据上传，由 路由节点与协调器进行信息通讯，协调器通过串口 ＭＡＸ２３２和上位机相连，通过人机交互的方式可以对 局部检测区域的传感器进行数据采集。
瓜丽厨雨翮 令。ＬＥＤ指示灯显示网络连接状态。
Ⅱ电源模块
３ ３ｖＩ乜压 转换模块
ｃｃ２４３０单片机
Ｈ按键模块
图ｌ系统整体设计框图
２节点硬件设计
２．１传感器节点功能模块 无线传感器节点由数据采集模块、ＣＣ２４３０数据处
理传输模块和电源模块、外部数据存储等功能模块组 万方数据
ｌ！！里塑量堑｜｜壁至垒鉴ｌ
极大地降级系统的功耗。
协调器节点是数据传输的中心，属于全功能设备，
负责建立和管理网络旧Ｊ。协调器组建网络成功后，传
感器节点、路由器节点加入网络。多个传感器节点位
于监测区域，每个传感器节点把数据传给路由器。路
由器完成数据的转发，发送给协调器，然后通过串口传
给上位机做进一步的处理并显示给用户。协调器和传
基于ｚｉｇＢｅｅ精简协议的数据采集系统可对目标 区域温度、光照数据进行实时地采集，并把自身的电压 值和ＲＳｓＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｓ仃ｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）接收信
号强度通过网络最终发送给协调器节点，ＰＣ系统将节 点采集的数据进行综合分析处理及控制。该系统开发 成本低廉，性价比较高，并且安装维护比较简单，只需 一次安装就可长期使用，布线灵活，施工成本低，适用 于复杂环境下的环境监控。
第２８卷第２期 ２０１１年２月
机 电工程 Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈ卸ｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎ舀ｎｅｅｒｉｒ喀
Ｖ０１．２８ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０ｌｌ
基于ＺｉｇＢｅｅ精简协议的无线数据 采集系 统
蔡文晶，秦会斌
（杭州电子科技大学新型电子器件研究所，浙江杭州３１００１８）
摘要：针对传统采用人工采集或预先布线有线方式采集数据的局限性，设计了一种基于ＺｉｇＢ∞的无线数据采集系统，并对系统的硬
ＣＡＩ Ｗｅｎ．ｊｉｎｇ，ＱＩＮ Ｈｕｉ－ｂｉｎ （Ｓｃｈ００ｌ ｏｆ Ｅｌｅｃ咖ｎｉｃｓ＆Ｉｎｆｏ珊ａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｄｉａｎｚｉ Ｕｎｉｖｅ瑙时，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３ １ ００ １ ８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓ喇：Ｉｎ∞ｃ刊蚰ｃｅ ｗ汕岫ｄｉｔｉｏｎａｌ矾ｉｆｉｃｉａｌ ｄａｔａ ａｃｑｌｌｉｓｉｔｉｏｎ ｏｒ ａｄｖ觚ｃｅ ｗｉｒｉｌｌｇ ｃａｂｌｅ ｗａｙ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ，ａ ｎｅｗ“ｄｅｓｓ ｄａｔａ ａｃｑｕｊｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓ－
感器节点流程图如图４所示”ｏ。
初始化
二１二
选定信道 建立网络
初始化
二工二
信道ｆ１描
≤≥娜 Ｉ进入无线ｌ
Ｉ监控状态Ｉ
土 节点申请一
ｌ饥氧采集温度 ●和比照信号 显示聚集数据Ｉ
冀肌
发送入网 清求
医翻 发 —送 —采—集１—数一据
Ｉ生坚篁Ｉ
廷
／／收至旷＼ ：＼允谴许入求网／二
（ａ）协调器常点流程图（ｂ）传感器。卉点流程图 图４协调器节点与传感器节点流程图
ＰＣＤ８５４４是一块低功耗的ＣＭＯＳ ＬＣＤ控制驱动 器，与微控制器的接口使用串行总线，驱动４８行８４列 的图形显示。所有需要的显示功能集成在一块芯片 上，包括ＬＣＤ电压及偏置电压发生器，只需很少外部 元件。采用２．７ Ｖ～３．３ Ｖ电压供电，因低功耗特别适 合电池供电，可以工作在一２５℃一７０℃的环境中。
栈中ＡＰＩ几ｓｋ（）函数。ａｐ８ＦＳＭ（）函数返回时不一定
协议栈服务结束，通过重复调用ａｐｓＢｕｓｙ（）函数可以 判断协议栈忙着是否处理上一个服务。协议栈一次只 能执行一个服务。ＺｉｇＢｅｅ精简协议栈可以组成星状、 簇状网络，协调器节点静态分配信道，节点可以动态加 入网络，由协调器分配１６位短地址，便于节点间数据 通信。用户通过改写ＡＰＬ（协议栈应用层）来完成项 目的开发。
ｇｒａｍｍｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅ８ｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗｏｒｋｌｏａｄ ｏｆ ｗｏｒｋｅ玛ｗ∞玎ｅｄｕｃｅｄ，锄ｄ ｗｉｎｌｏｕｔ衍ｒｉｎｇ，ｔｏ ｅｎ８ｕｒｅ ｔｈｅ ｅ艉ｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ０ｆ陀ａｌ－ｔｉｍｅ ｄｍａ，
ｔｌＩｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃ蚰ｗｏ文ｉｎ ｌｌｉｇＩｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ明ｄ ｈｉｇｌｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ蚰ｄ ｈｉｇｈ ｒｉＢｋ ｓＰｅｃｉｆｉｃ ｅｎ“ｒ０砌ｅｎｔ ｅｎｖｉｍｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ． Ｋｅｙ啪ｒｄｓ：ＺｉｇＢ∞；ＣＣ２４３０；恤ｓｉｍｐｌ毋ｚｉｇＢｅｅ ｐｍｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ
本研究设计一种基于ｚｉｇＢｅｅ的无线数据采集系统。
１无线传感器数据采集系统体系结构
１．１ ＺｉｇＢ∞精简协议栈 Ｚ远Ｂｅｅ精简协议栈是由美国密西西比大学Ｒｏｂｅ卜
收稿日期：２０１０一∞一ｏｌ
基金项目：浙江省研究生创新科研项目（ＹＫ２００８０６０） 作者简介：蔡文晶（１９８５一），女，吉林长春人，主要从事电路与系统方面的研究．Ｅ－ｎｌａｉｌ：ｃａｉ毗ｎｊｉｎｇｌｌ＠１６３．ｏｏｍ
图５传感器节点采集数据显示
５ 结束语
无线传感器网络有广阔的应用前景，由ＺｉｇＢｅｅ协 议可以方便地组建各种网络。本研究将ＺｉｇＢｅｅ技术 应用于无线数据采集系统中，介绍了采集系统的软、硬 件设计与实现过程，并构建了簇状无线网络，实现了数 据采集和无线传输。如果更换传感器节点的传感器， 无线监测网络可以应用于不同的场合。系统测试的结 果基本达到了预期的“传感器进行实时数据采集，ＰＣ 机显示采集信息”的要求，具有一定的实用价值。
Ｏ引 言
ｚｉｇＢｅｅ技术是一种近距离、低功耗、低数据速率、 低成本、工作在２．４ ＧＨｚ和８６８／９１５ ＭＨｚ的无线网络 技术。综合了信息处理技术、微电子技术、嵌入式技 术、现代网络与无线通信技术等多领域技术¨引。它依 据ＩＥＥＥ ８０２．１５．４标准，在数干个微小的传感器之间 相互协调实现通信。
３ 软件设计
ｒ１１公司推出的精简协议栈是开源的Ｃ语言协议
栈，具有很好的可移植性和很好的程序可读性。在硬
件移植了在协议栈的基础上，修改了应用层代码，编写
传感器ＡＤＣ采集和协调器接收节点信息代码¨Ｊ。采
用事件轮询机制，当各层初始化之后，系统进入低功耗
模式，当事件发生时，唤醒系统，开始进入中断处理事
件，结束后继续进入低功耗模式。这种软件构架可以
图３协调器、路由器节点功能模块
２．３主要芯片介绍
为了满足ＺｉｇＢｅｅ为基础的２．４ ＧＨｚ波段应用，对 低成本、低功耗的要求，该系统采用ｃｃ２４３０作为无线 通讯芯片∞。７ Ｊ。ＣＣ２４３０是Ｃｈｉｐｃｏｎ公司推出的真正意 义上的ｓｏｃ（系统芯片）ｚｉｇＢｅｅ产品。它具有极高的接 收灵敏度和抗干扰性能，并支持２．４ ＧＨｚ ＩＥＥＥ ８０２． １５．４／ｚｉｇＢｅｅ协议。集成了ｃＣ２４２０ＲＦ收发器，高性 能、低功耗的８０５ｌ微控制器内核，８路８—１４位ＡＤＣ、 １２８ ＫＢ闪存、强大的ＤＭＡ功能、高级加密标准（ＡＥＳ） 协处理器、看门狗定时器等高性能功能模块。ＣＣ２４３０ 无线芯片的功耗非常低，在休眠模式时仅０．９肛Ａ，待 机模式下小于０．６斗Ａ电流消耗，外部中断能唤醒系 统。在３２ ｋＨｚ晶体时钟下运行，在接收和发射模式下
关键词：ＺｉｇＢｅｅ；ＣＣ２４３０；ＺｉｇＢｅｅ＇Ｎ４０２
文献标志码：Ａ
文章编号：１００１—４５５ｌ（２０１１）０２一０２２４—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａⅥ唷ｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｉｆＩｙ ＺｉｇＢｅｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ
ｔｅｍ ｗ鹳ｄｅｓｉｇｎｅｄ．ｎｅ ｈａｒｄｗａｒｅ锄ｄ ｓ硪ｗａｒｅ ｏｆ ８ｙ８ｔｅｍ懈粕ａｌｙｚｅｄ蚰ｄ ｄｅｓｉ印ｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．ｒＩ．｝ｌｅ诵ｒｅｌｅ８ｓ ｎｏｄｅ ｕ∞ｄ ｒ１１’ｓ ｃｃ２４３０锄ｄ ｔｅｍｐｅ卜 砒ｕ陀，ｌｉｇＩｌｔ ｓｅｎｓｏｒ ｍｏｄｕｌｅ．－１１ｌｅ ｓｉｍ出，ｚｉｇＢｅｅ ｐｍｔｏｃｏｌ ｓｔａ肽ｗ鹪ｍｏｄｉｆｉｅｄ锄ｄ ｐｌａｎｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉａｃａｔｉｏｍ肌ｄ ｒｅｌａｔｅｄ幽ｖｅ玛ｗｅｍ
［４］ 张宁，王越，王东．基于精简协议栈的ｚｉｇＢｅｅ网络
节点研究［Ｊ］．单片机与嵌入式系统应用。２００９（２）：７６—