基于CC2530的无线温度传感网络的设计_张睿(1)
基于CC2530无线传感网络系统的设计
基于CC2530无线传感网络系统的设计刘毅力;焦尚彬【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(036)003【摘要】提出一种基于ZigBee协议的用于测量温度的无线传感器网络方案,方案中使用CC2530无线芯片和温度传感器DS 18B20搭建了一个基于ZigBee协议栈的无线传感器网络.该网络由一个协调器充当中心节点和若干个终端节点一起,构成一个星型网络,给出了传感器节点、协调器节点的硬件设计原理图及软件流程图.实验证明节点性能良好、通信可靠,通信距离明显增大.%In the paper, a wireless sensor network scheme based on ZigBee is given to measure temperature of wireless sen-sor networks. The microchip CC2530 and temperature sensor DS18B20 are adopted in the design of wireless sensor networks based on ZigBee protocol stack. The network is composed of a coordinator acting as a central node and terminal nodes to form a star network. The hardware design schematic diagram and the software flow chart of sensor nodes, coordinator node are given in the paper. The experimental results show that the nodes have good performance and reliable communication, and the communica-tion distance increases obviously.【总页数】4页(P43-46)【作者】刘毅力;焦尚彬【作者单位】西安工程大学,陕西西安710048;西安理工大学,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TN711-34【相关文献】1.基于CC2530和SIM900A的无线传感器网络设计 [J], 陈树成;李晓波;崔明;苏连维2.基于CC2530的无线传感器节点的设计及性能分析 [J], 李忍忍;张正华;吕东方3.基于CC2530的无线传感器网络节点设计 [J], 白宏图4.基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现 [J], 肖敏敏5.基于CC2530的无线传感器网络终端节点设计 [J], 白宏图[1]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于CC2530无线传感网络系统的设计
基于CC2530无线传感网络系统的设计摘要：提出一种基于ZigBee 协议的用于测量温度的无线传感器网络方案，方案中使用CC2530 无线芯片和温度传感器DS18820 搭建了一个基于ZigBee 协议栈的无线传感器网络。
该网络由一个协调器充当中心节点和若干个终端节点一起，构成一个星型网络，给出了传感器节点、协调器节点的硬件设计原理图及软件流程图。
实验证明节点性能良好、通信可靠，通信距离明显增大。
关键字：无线传感网络：ZigBee；CC2530；DS18B200 引言无线传感器网络就是由安放在监测区域内大量廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个自组织网络，该网络应用前景广阔。
Z igBee 技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，可用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
1 系统硬件组成与设计本文设计的无线温度传感网络是由若干个ZigBee 终端节点和一个ZigBee 中心节点(协调器)组成，搭建成一个星型无线传感器网络，由终端节点上的温度传感器采集环境温度信息，协调器中心节点将接收到的信息及时反馈到计算机上，整体网络结构如图1 所示。
1．1 微处理器和温度传感器CC2530 单片机是一款完全兼容8051 内核，同时支持IEEE 802．15．4 协议的2．4 GHz 无线射频单片机。
最大拥有256 KB 的可编程FLASH 容量，12 个10 位精度的A／D 转换通道，21 个双向的I／O 端口，该款单片机能满足Z-Stack 运行内存容量的要求。
本文选用DS18B20 作为温度传感器，能提供9 位温度读数、设置温度上下限报警值。
1．2 终端节点硬件组成无线传感网络节点是一个微型化的嵌入式系统，构成无线传感网。
基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现①
基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现①作者：杜宝祯张友桥祝水军何剑海来源：《数字技术与应用》2012年第09期摘要：温度是许多网络测控系统中需要测量的一个重要参数。
针对温度测量，设计了一种基于CC2530微控制器和U盘文件系统级处理芯片CH375的zigbee无线数据采集与存储系统平台。
该平台采用内置RF的8051内核的CC2530为数据处理的核心，利用zigbee协议栈实现组网和数据传输，通过STC89C52+CH375实现USB海量存储功能，同时配套液晶屏和键盘实现了人机交互。
该平台测量精度高、灵敏度好且价格低廉，应用前景广阔。
关键词：CC2530 文件系统级处理芯片 zigbee CH375中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0135-031、引言在很多测控系统中，温度湿度的采集都是测控系统中不可避免的环节。
而使用基于zigbee 协议栈的物联网系统，为大规模的数传以及存储带来了便利。
目前基于zigbee的网络测控系统发展迅猛，具有良好的研究应用前景，由于项目的实际需要，本文将重点研究采用CC2530、zibgee协议栈以及CH375芯片实现无线数据采集与存储的软硬件实现方法。
2、无线数据采集与存储系统的硬件平台设计传感器节点以低功耗的CC2530作为zibgee解决方案的核心，同时精心设计了复位、电源、时钟电路模块以及2.4GHz天线硬件接口的PCB布局，为了方便人机交互和实时显示还设计了键盘接口和液晶接口电路。
另外对于基站节点，还另外设计了USB数据海量存储模块。
考虑到CC2530已经承担着zigbee协议、数据采收等任务，可用资源已比较有限，因此本设计采用STC89C52+CH375为一个模块完成对数据的存储工作。
CC2530周期性的通过串口将数据打包发送给STC89C52，STC89C52引发中断程序将数据保存在定义好的缓冲区buffer中，当buffer填满后，再由CH375周期性写入到U盘。
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现二、硬件设计1. CC2530芯片CC2530是德州仪器（TI）公司推出的一款具有Zigbee通信功能的片上系统（SoC）芯片，集成了802.15.4无线通信功能以及8051微控制器。
CC2530具有低功耗、快速响应、可靠性高等特点，适合用于构建Zigbee传感网络。
2. 传感器节点传感器节点是Zigbee网络中的重要组成部分，它可以通过各种传感器采集环境信息，并通过无线网络发送到协调器节点。
传感器节点通常包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等，以满足不同的监测需求。
3. 协调器节点协调器节点是Zigbee网络中的核心节点，负责网络管理、数据协调、安全认证等功能。
在本设计中，我们选择CC2530作为协调器节点的芯片，通过其内置的Zigbee功能实现网络连接和数据传输。
4. 网络拓扑在设计Zigbee无线传感网络时，需要考虑网络拓扑结构，一般可以选择星型、网状或者混合型拓扑结构。
根据实际应用需求，可以灵活选择合适的网络拓扑结构。
三、软件开发1. Zigbee协议栈在基于CC2530的Zigbee无线传感网络中，需要使用Zigbee协议栈来实现Zigbee协议的各层功能，包括PHY层、MAC层、网络层和应用层等。
TI 公司提供了针对CC2530芯片的Z-Stack协议栈，可以帮助开发者快速实现Zigbee通信功能。
2. 网络配置在软件开发过程中，需要对Zigbee网络进行配置，包括节点连接、网络路由、数据传输等方面。
通过Z-Stack协议栈提供的API接口，可以方便地进行网络配置和管理。
3. 数据处理在传感节点和协调器节点之间，需要进行数据的采集、传输和处理。
通过Z-Stack提供的数据传输接口和协议栈功能，可以实现传感数据的采集和传输，以及协调器节点的数据处理和分发。
3. 安全认证在Zigbee网络中，安全认证是至关重要的一环。
通过Z-Stack协议栈提供的安全认证接口，可以实现节点之间的安全通信，保障网络数据的安全性。
基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现
基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现随着科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）已经成为一个热门的研究领域。
针对这一领域，我们设计了基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统，能够通过多个传感器节点进行数据采集，并通过网络传输到中心节点进行存储和处理。
系统硬件设计传感器节点采用TI CC2530芯片进行设计。
该芯片集成了ZigBee网络协议栈，可以方便地实现无线通信。
每个节点包括一个温度传感器、一个湿度传感器和一个气压传感器，用于采集环境数据。
节点与节点之间通过ZigBee协议进行无线通信，实现数据的实时传输。
中心节点采用TI MSP430单片机进行设计。
中心节点通过ZigBee协议与传感器节点进行通信，并将采集到的环境数据存储到外部存储器中。
同时，中心节点还可以通过串口与上位机进行通信，将存储的数据传输到上位机进行进一步处理和分析。
系统软件设计传感器节点的软件实现主要是通过CC2530的ZigBee网络协议栈实现的。
在每个节点的程序中，先进行对传感器数据的采集，并通过ZigBee协议将数据传输给中心节点。
中心节点的软件实现主要是通过MSP430单片机实现的。
在每个节点的程序中，首先通过ZigBee协议接收传感器节点发送的数据，并将数据存储到外部存储器中。
同时，中心节点还可以通过串口与上位机进行通信，将存储的数据传输到上位机进行进一步处理和分析。
在设计存储系统时，采用了FatFS文件系统，可以实现对数据的方便存储和查询。
系统优化最后对系统进行了一些优化。
首先是在传输方面，对ZigBee 协议进行了优化，减小了每个数据包的传输量，提高了传输速度。
其次是在存储方面，对外部存储器进行了优化，使存储器容量能够满足较大规模的数据存储需求。
结论基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现已经完成。
基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现
无线传感器网络是新一代的传感器网络，它的发展和应用将会给人们的生活 和生产带来较深远的影响。各国都很重视无线传感器网络的发展，电气电子工程
２
基于ＣＣ２５３０的ＺｉｇＢｅｅ无线传感器网络的设计与实现
ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
师协会（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，ＩＥＥＥ）正在尽力推进无线传
西安电子科技大学 硕士学位论文 基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现 姓名：王风 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：曾兴雯 201201
摘要
目前，无线传感器网络已成为世界各国的研究热点，ＺｉｇＢｅｅ技术以其低复杂 度、低成本、低功耗等优点，被广泛地应用于无线传感器网络中。本文基于ＣＣ２５３０ 和ＺｉｇＢｅｅ协议栈实现了一个网状结构的无线传感器网络。 论文首先介绍了ＺｉｇＢｅｅ技术的特点、网络拓扑结构、协议分析。其次从整体 上提出了系统的结构，并基于主芯片ＣＣ２５３０和射频芯片ＣＣ２５９１对ＺｉｇＢｅｅ节点 进行了硬件设计。介绍了ＺｉｇＢｅｅ协议栈，给出了协调器、路由节点和传感器节点 的软件流程图，并形成一个网状结构的传感器网络。最后，用串口测试工具对构 建的网络进行了测试，重点测试网络的建立、节点的入网和传感器节点数据传输 的过程。另外，为了检测网络性能，对节点之间的通信距离进行了测试。 结果表明，网络中的传感器节点能够将监测区域的信息传送到协调器中，实 现网状结构的无线传感器网络。
１．１无线传感器网络
无线传感器网络技术是具有交叉学科性质、军民两用的高科技技术，在军事、 国家安全、交通管理、医疗卫生和城市信息化建设等领域，它都有广泛的应用。 无线传感器网络是由许多传感器节点组成的，而每一个传感器节点又包括数据采 集模块（传感器、Ａ／Ｄ转换器）、数据控制和处理模块（微处理器）、通信模块（无线收 发器ＲＦ，Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）和电源模块（电池、ＤＣ／ＡＣ能量转换器）等。近年来微机 电系统（Ｍｉｃｒｏ
CC2530实现无线传感器网络(自组网与数据传输)
易思开发工作室 ES Technology
SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt ); break;
// Received whenever the device changes state in the network case ZDO_STATE_CHANGE:
SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status); if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD)
case SAMPLEAPP_POINT_TO_POINT_CLUSTERID: temp=pkt->srcAddr.addr.shortAddr; //读出数据包的 16 位短地址 for(i=0;i<10,i++) receive_data[i]=pkt->cmd.Data[i] //读出数据(每次 10 个）
易思开发工作室 ES Technology
具体实验：（接收部分） 1. 读取数据并把发送到电脑函数 void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt ) {
uint8 asc_16[16]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'}; uint16 flashTime,temp; uchar receive_data[10]; switch ( pkt->clusterId ) {
基于CC2530的无线传感网络系统研究论文
毕业论文(设计) 基于CC2530的无线传感网络系统研究基于CC2530的无线传感网络系统研究摘要如今，随着物联网的产业的迅猛发展，无线传感网络越来越受国际国的关注，并且无线传感器网络的发展将有助于全面提升物联网在社会生产生活中的信息互通、感知能力和智能决策能力，他被认为是未来高科技重要产业之一。
而ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低复杂度、低成本的双向无线通信技术，主要用于距离短、低功耗且传输速率不高的各种电子设备之间的数据传输。
本文主要对ZigBee无线传输技术的发展和研究现状以及它的无线传输原理进行研究分析，重点对ZigBee组网和如何进行数据的传输进行剖析，给出基于ZigBee的温度无线传感网络设计方案，方案中使用CC2530芯片和温度传感器DS18B20。
关键词：无线传感网路，ZigBee，DS18B20，CC2530Wireless Sensor Network System Based On CC2530 ResearchAbstractNowadays, with the rapid development of Internet industry, more and more get the attention of the international and domestic, wireless sensor network and the development of wireless sensor network (WSN) will help to improve the Internet of things in the social production and living in the information communication, awareness, and intelligent decision-making ability, he is considered to be one of important high-tech industry in the future.And ZigBee technology is a kind of close range, low cost, low power consumption and low complexity of two-way wireless communication technology, it is mainly used for short distance and low power consumption and transmission rate is not high data transmission between various kinds of electronic equipment.This article mainly discusses the ZigBee wireless transmission technology and its development and research status of wireless transmission principle research and analysis, focusing on ZigBee network and analyzes how to carry out data transmission, is given based on the temperature of the ZigBee wireless sensor network design, scheme using CC2530 chips and temperature sensor DS18B20.Key words: wireless sensor network, ZigBee, DS18B20, CC25301绪论1.1无线传感器网络与ZigBee1.1.1无线传感器网络概述无线传感网路是集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合智能信息系统，具有广阔的应用前景，是目前非常活跃的一个领域。
基于CC2530的ZigBee温室智能无线传感网络设计
基于CC2530的ZigBee温室智能无线传感网络设计刘青;宫强【摘要】A type of intelligent sensor networks for greenhouses is designed based on the protocol of ZigBee for short-distance wireless communications with CC2530 as the core processor for the purpose of solving such problems in traditional environmental monitoring systems for greenhouses as complicated premises distribution sys-tem,high cost and low efficiency. The temperature and humidity sensor is taken as an example for the framework design of the system,with emphasis on the hardware and software design of the terminal nodes,routing nodes and coordinators. The experiment has accomplished the networking of wireless sensor networks and the intelligent ac-quisition of temperature and humidity data,providing a reliable security for the growth of crops in greenhouses.%为了解决传统温室环境监控系统存在的综合布线繁杂、成本过高、效率低下等问题，以温度、湿度传感器为例，采用TI公司的CC2530芯片核心处理器，基于短距离无线通信的ZigBee协议，设计了一种温室智能无线传感网络，主要是传感网络的终端节点、路由节点、协调器的软硬件设计，实验实现了无线传感网络的组网，以及温度、湿度数据的智能采集，为温室环境下的农作物生长提供了可靠保障。
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现作者：肖敏敏来源：《科技风》2019年第16期摘要：无线传感网络不仅能够为智能实验室的通信提供技术支持，还能够通过Zigbee技术，使智能实验室系统实现对各传感器、探测器设备的管控与监测，从而大大提高了实验室智能管理系统的功能。
本设计主要为基于CC2530的无线传感网络，无线传感网络的形状为网状结构，使用了CC2530芯片、CC2591等硬件，然后在构建起硬件的基础之上，使用串口测试工具对所建立的网络进行了测试。
关键词：CC2530;无线传感网络;Zigbee技术;传感器;Zigbee协调器1 无线通信技术的选用在本研究中的无线传感网络上，在综合考虑了集中当下较为热门的短距离通信技术后，认为Zigbee技术是适用于无线传感网络的最佳选择。
在功耗方面，Zigbee技术相比较Wi-Fi与IrDA技术，其功耗较低，所需耗能较少。
在功能上，Zigbee技术能够连接的节点数量最多，远远超出其他几种技术的总和。
传输范围上，与Wi-Fi技术相似，能够覆盖，1-100米的范围，实现1-100米范围内的无线双向通信。
而在最为重要的数据传输方面，Zigbee技术能够支持每秒钟250K的传输速率，这一传输速率对于没有大型数据交互的智能实验室来说是足够的，因而可以选用Zigbee技术。
2 硬件方面的设计CC2530芯片的是一种体积较小、但功能强大的处理芯片，能够兼容Zigbee技术技术是其作为本设计选择的主要原因。
从网络上来看，CC2530芯片集成了众多网络协议，不仅有IEEE 802.15.4协议，还集成了应用日渐广泛的Zigbee协议。
得益于众多网络协议的继承，CC2530芯片能够具备良好的网络适应功能。
在本研究中的基于CC2530之上，运用Zigbee技术所组建的无线传感網络，考虑到智能实验室内各类设备较多，有时在开展大型试验时，需要与其他实验室进行互动，因而对基于CC2530的无线传感网络，在发射频率上有一定的要求，为了保障无线传感网络通信功能的正常，需要增强无线传感网络的信号发射频率，因此选用了具备扩大通信系统信号传输距离的CC2591芯片。
基于CC2530的无线传感器网络节点设计
（2）扩展性和灵活性：无线传感器网络节点需 要定义统一的、完整的外部接口，在需要添加新 的硬件部件时，可以再现有节点上直接添加，而 不需要开发新的传感器节点。可以根据需要开发 多种应用，在相同的硬件平台上实现多种应用。 软件的扩展性体现在节点的软件不需要额外的设 备就可以自动升级。
（3）稳定性和安全性：传感器节点的各个部件
二、无线传感器网络节点结构
传感器节点是传感器网络的基本单元，一般 由处理器模块、无线通信模块、传感器模块和电 源管理模块组成。
节点各部分功能如下：
（1）处理器模块：处理器模块是无线传感 器网络节点的计算核心，所有的设备控制、任 务调度、能量计算和功能协调、通信协议、数 据融合和数据转储程序都将在这个模块的支持 下完成，所以处理器的选择在传感器节点的设 计中至关重要。传感器网络节点的处理器应该 满足如下的要求：外形小，集成度高，功耗低， 运行速度快，足够的外部通用I/O接口和通信 接口，成本低，有安全保证。
设计传感器网络节点需要考虑以下几个 方面：
（1）微型化：无线传感器网络节点在保证 对目标系统本身的特性不会造成影响的基础 上，要求在体积上尽可能的小。在某些应用 场合，甚至需要目标系统能够小到不容易让 人察觉的程度，来完成一些特殊任务。在软 件方面，要求所有的模块的软件都应该精简， 没有冗余代码，对不同的应用系统需要配套 不同的软件代码。
基于CC2530的无线传感器网 络节点设计
第一节 无线传感器网络
一、无线传感器网络的基本概念
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）就是由部署在监测区域 中大量的廉价微型传感器节点组成，通过 无线通信方式形成的一个多跳的自组织网 络系统，其目的是协作地感知、采集、和 处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并 发送给观察者。
基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现
基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现一、引言近年来，随着无线通信技术的快速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）已经成为了研究的热点之一。
WSN是由大量的分布式感知节点组成的网络，这些感知节点可以自动地收集、处理并传输周围环境中的信息。
而ZigBee无线传感器网络提供了一种低功耗、低成本、低数据速率的解决方案，被广泛用于环境监测、物联网和智能家居等领域。
本文将基于CC2530芯片，设计并实现一个ZigBee无线传感器网络，探讨其在物联网中的应用。
二、ZigBee无线传感器网络的架构ZigBee无线传感器网络的架构包括感知层、网络层和应用层。
（一）感知层感知层是ZigBee无线传感器网络中的底层，由一系列具备感知、采样和处理能力的传感器节点组成。
这些传感器节点能够感知周围环境中的各种信息，并将数据采样后发送到网络层。
（二）网络层网络层负责传感器节点之间的通信和数据传输。
每个传感器节点都有一个唯一的地址，通过网络层可以实现节点之间的无线通信。
网络层采用了自组织、自适应和多跳中继的方式，能够灵活地组网并保持网络的稳定性和可靠性。
（三）应用层应用层是ZigBee无线传感器网络中的最顶层，负责数据的处理和应用。
通过应用层，可以实现对传感器节点的控制和监测。
例如，在环境监测中，可以通过应用层实时地获取温度、湿度等数据，并进行相应的控制和分析。
三、CC2530芯片的选用与介绍CC2530芯片是由德州仪器（Texas Instruments）推出的一款专用于无线传感器网络的低功耗SoC芯片。
该芯片集成了处理器、射频收发器和外围接口等功能，具备良好的性能和低功耗特性。
CC2530芯片采用了IEEE 802.15.4标准的ZigBee协议栈，支持多种网络拓扑结构以及多种通信方式，适用于不同场景下的应用需求。
基于CC2530的无线智能家居传感网的设计
江 苏科 技信 息 ·技 术探 讨
Ｎｏ．１８ Ｊｕｎｅ，２０１６
将数 据 发 出去 。 光 照 传 感 器 在 ｓｅｎｓｏｒ．ｈ头 文 件 中 定 义 为 ３，在
ＩＡＲ 开发 环 境 中须 在 预 定 义 中将 ＳＥＮＳＯＲ ＰＥ定 义为 ３，单片机先通过 ＡＤ采样 ，对光照传感器输出的 电压采样 ，然后将数值放人数据包 中，在应用层中将 数据 发 出去 。
霍尔传感器类型为 ７，在程序中传感器类型改为 ７，单 片机通过 ＡＤ采样获得其输 出脚的电压值 ，并转 换 为对 应 的磁感 应强 度 ，将数 据放 人 数据 包 中发 送 给 总结 点 ，它 的数 据长度 为 两字 节 。 ４ 结语
本 文在 ＣＣ２５３０和 ＺｉｇＢｅｅ协 议栈 的基 础 上 ，设 计
并实现智能家居无线传感网系统 ，通过 ＺｉｇＢｅｅ树形 网络实现 了对震动 、光照、温湿度 、流量 、霍尔信号的 无线远程监控。该 网络系统价格低廉 、组 网方便快 捷 、监测灵 活 。同时 ，在硬 件 电路 系统 的基 础上 ，可 以 进行 扩 展 ，如 通过 Ａｎｄｒｏｉｄ系统 进 行 上位 机控 制 以及 通过 ＧＰＲＳ进行无线通信 ，使系统更加符合智能家居 发展 的实 际需 求 。
ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｅａ ｏｆ ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｔａｓｋ ｏｆ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．
Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒ ｔ ｈｏｍｅ；ＺｉｇＢｅｅ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ
ＳＨ１０在协 议 栈 中定 义 为 １，要使 用 该 传感 器 ，须 将对应 的传感器类型需改为 １，按照硬件时序将温湿 度数 据 读取 ，放 人数 据包 中。
基于Zigbee(CC2530)的温湿度上位机监测系统设计——毕业设计讲解
基于ZigBee技术的温湿度远程监测系统设计学生：陈园（指导老师：吴琰）（淮南师范学院电子工程学院）摘要: 针对目前温室大棚农作物大面积种植，迫切需要科学的方法进行智能远程监测的研究现状，设计出一套温湿度远程监测系统。
该系统是有多个采集终端和一个协调控制器组成。
多个终端分别放置不同的大棚内进行实时采集数据，协调控制器的作用就是将多个采集终端通过无线传输过来的的数据进行分析并和PC机连接。
PC机上运行上位机软件实时的监测各大棚的温湿度信息。
多个终端和协调控制器均采用TI公司新一代CC2530芯片；温湿度传感器采用市场上比较流行的DHT11；无线传输采用ZigBee协议；上位机软件采用labVIEW编写，并通过RS-232与协调控制器连接通信。
通过实物测试了ZigBee无线传输的稳定可靠性，丢包率在误差范围内。
温湿度采集有0.5s延时时间，满足实时性要求。
关键词:终端；协调控制器；DHT11；CC2530；ZigBee；上位机Design of Remote Monitoring System for Temperature andHumidity based on ZigBee TechnologyStudent: Chen Yuan(Faculty Adviser：Wu Yan)(college of electronic engineering, Huainan Normal University)Abstract:According to the current situation of the research on the intelligent remote monitoring of greenhouse crops, the research status of intelligent remotemonitoring is urgently needed, and a set of remote monitoring system fortemperature and humidity is designed. The system is composed of a plurality ofacquisition terminals and a coordinated controller. Multiple terminals are placed indifferent greenhouses for real-time collection of data, the role of the coordinationcontroller is to collect more than one collection terminal through wireless datatransmission over the data analysis and PC machine connection. Temperature andhumidity information operation software of PC real-time monitoring of thegreenhouse on PC. A plurality of terminals and a coordinated controller are used ina new generation of CC2530 chip of TI company; temperature and humidity sensorused on the market more popular DHT11; wireless transmission based on ZigBeeprotocol; PC software using LabVIEW, and connected with the communicationthrough the RS-232 and coordination controller. The reliability of ZigBee wirelesstransmission stability test through the physical, the packet loss rate is in the rangeof error. Temperature and humidity acquisition 0.5s time delay, meet the real-timerequirements.Keywords:Terminal; coordination controller; DHT11;CC2530; ZigBee; host computer1. 绪论1.1 设计背景和研究意义现如今我国已经成为世界第一粮食生产大国，据有关统计说明，我国农作物设施栽培面积已经超过210万hm2。
基于cc2530毕业设计
基于cc2530毕业设计基于CC2530的毕业设计引言：在当今物联网快速发展的背景下，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）作为物联网的重要组成部分，逐渐成为各行各业的关注焦点。
CC2530是一款常用于无线传感器网络的芯片，具有低功耗、高性能和灵活性等优势，因此被广泛应用于各种领域。
本文将讨论基于CC2530的毕业设计，探讨其在物联网领域的应用。
一、CC2530的特点和应用CC2530是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款低功耗、高性能的无线SoC芯片。
它集成了8051内核的微控制器和IEEE 802.15.4标准的无线通信模块，可广泛用于无线传感器网络、智能家居、工业自动化等领域。
1. 低功耗：CC2530采用了先进的功耗管理技术，具有极低的待机功耗和运行功耗，可实现长时间的无线传输和工作。
2. 高性能：CC2530内置了8位的8051微控制器，具有丰富的外设接口和强大的计算能力，可满足复杂的应用需求。
3. 灵活性：CC2530支持多种无线通信协议，如ZigBee、BLE等，可根据实际需求选择合适的通信方式。
二、基于CC2530的毕业设计案例以智能家居为例，假设我们的毕业设计目标是设计一个基于CC2530的智能家居系统。
该系统可以实现对家庭环境的监测和控制，提高家居安全性和舒适度。
1. 硬件设计：首先，我们需要设计一个基于CC2530的无线传感器节点。
该节点可以通过各种传感器（如温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等）实时监测家庭环境的各项指标，并将数据通过CC2530的无线通信模块发送到智能家居控制中心。
2. 网络通信：在智能家居控制中心，我们可以使用一台电脑或者智能手机作为控制终端，通过与CC2530节点建立无线通信连接，实现对家庭环境的远程监控和控制。
例如，我们可以通过手机App远程控制家里的灯光、空调等设备，或者接收报警信息。
3. 数据处理和分析：智能家居系统需要对传感器采集到的数据进行处理和分析，以便实现智能化的控制策略。
基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现
基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现随着物联网技术的迅猛发展，无线传感器网络在各个领域发挥着重要作用。
ZigBee作为一种低功耗、低数据传输率、广域无线通信技术，逐渐成为无线传感器网络中的主流技术之一。
本文将以CC2530为硬件平台，设计并实现一个基于ZigBee的无线传感器网络。
首先，我们将介绍CC2530这款硬件平台的特点和功能。
CC2530是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款具有微控制器和无线收发器功能的系统级芯片。
它集成了强大的处理能力和丰富的外设接口，可以支持多种无线通信标准，包括ZigBee。
为了简化设计和开发过程，我们选择CC2530作为我们的硬件平台。
其次，我们将讨论无线传感器网络的设计思路和目标。
无线传感器网络由大量分布在空间中的无线传感器节点组成，这些节点可以收集、传输和处理环境中的各种信息。
基于ZigBee的无线传感器网络具有低功耗、低成本和易于扩展的优势。
我们的设计目标是实现一个具备稳定性、可靠性和高性能的无线传感器网络。
然后，我们将详细介绍无线传感器网络的硬件组成和功能模块。
无线传感器网络通常由无线传感器节点、协调器和基站组成。
无线传感器节点负责数据采集和传输，协调器负责网络管理和节点通信，基站则负责数据处理和存储。
我们将详细介绍这些硬件组成和各自的功能模块，并阐述它们之间的关系和通信方式。
接下来，我们将介绍无线传感器网络的软件设计和实现。
在无线传感器网络中，软件设计起着至关重要的作用。
我们将采用CC2530的软件开发工具包，对协调器和无线传感器节点的软件进行开发和调试。
在软件设计中，我们将涉及到无线通信协议的选择、节点的路由算法、数据采集和处理算法等。
最后，我们将对设计实现的无线传感器网络进行测试和评估。
我们将利用实际的场景和环境，对无线传感器网络的性能和可靠性进行测试。
通过数据分析和对比，我们将评估无线传感器网络在不同场景和环境下的适用性，并提出可能的改进和优化方案。
基于CC2530的无线温度传感网络的设计_张睿(1)
第3 期
张 睿等： 基于 CC2530 的无线温度传感网络的设计
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数据采集子程序的重点在于对 MAX6675 温度数据的读取。MAX6675 与 CC2530 之间使用 SPI 方式通信， 完整的读取一次数据需要 16 个时钟周期，数据的读取是在 SCK 的下降沿完成的。MAX6675 的 CS 引脚电平 由高变低时，芯片对数据进行采样和 A / D 转换，当 CS 引脚电平由低变高时，A / D 转换则停止，并向外输出已 转换的数据。MAX6675 的 SO 端口输出 16 位的数据，其中 D15 没有作用，D14 D3 位则为温度数据，D2 位主 要用来测试热电偶是否断线，D1 位为 MAX6675 标识符，D0 位为三态［5 －6］。12 位数据位对应的最小温度值为 0℃，最大温度值为 1 023. 75 ℃。MAX6675 具有较好的线性关系，其数字量和温度值的对应关系为： 温度值 = 数字量/4 095 × 1 023. 75。热电偶读取温度的过程如图 5 所示，初始化并延迟一定时间后，芯片完成了 AD 转 换，然后 CS 置 0，输出 16 位数据，从这 16 位数据中可以读取 12 位温度数据［6］。
协调器节点不同于传感器节点大部分时间处于休眠状态，而是一直处于工作状态，因此协调器节点 是采用有线电源供电。电源采用 220 V 交流转 5 V 直流电源，然后利用 LM1117-3. 3 稳压到 3. 3 V 来给 协调器节点供电。
图 2 传感器节点硬件框图
图 3 协调器节点硬件框图
3 系统软件设计
传感器节点需要 5 V 与 3. 3 V 两种电源，整个节点由 3 节 5 号电池供电。我们采用 TPS60110 升压 芯片先将电压稳压到 5 V 给 MAX6675 提供电源，再利用 LM1117 － 3. 3 稳压到 3. 3 V 输出给 CC2530。 TPS60110 是 TI 公司生产的升压型 DC-DC 电荷泵，特点主要有： 输入电压 2. 7 5. 4 V，输出电压为 5 V ± 4% ； 具有电压监视功能； 低功耗、低纹波。
基于CC2530的无线温度采集系统设计
基于CC2530的无线温度采集系统设计作者：聂晓立高小龙来源：《电脑知识与技术》2015年第08期摘要：针对传统温度采集系统存在的各种不足，例如测量准确率低、有线传输、测量线路复杂等问题，该文设计了基于CC2530的无线温度采集系统设计方案。
该方案选用DS18B20芯片作为温度采集模块，选用CC2530作为主控芯片实现模块控制、无线数据传输的功能。
实验结果表明：该系统能够实现温度信息的实时采集和无线传输，具有体积小、准确度高、实时性等优点。
关键词：无线传感器网络；温度采集；CC2530；DS18B20中图分类号：TP31 文献识别码：A 文章编号：1009-3044（2015）08-0215-03Abstract： Aiming at all kinds of traditional temperature acquisition system， problems such as low accuracy， measurement， measurement of cable transmission line is complex， the design scheme of wireless temperature acquisition system based on CC2530. It chooses the DS18B20 chip as the temperature collection module， using CC2530 chip as the master control module， wireless data transmission function. The experimental results show that： the real-time acquisition and wireless transmission. The system can achieve the temperature information， has the advantages of small size， high accuracy， real-time performance.Key words： wireless sensor network； temperature collection； CC2530； DS18B20温度采集和测量在日常生活中有很重要作用，当前主要还是以温度传感器作为主要测量手段，如热敏电阻、热电偶以及一些数字传感器等。
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协调器同样采用 CC2530 控制器，主要由 CC2530 最小系统、串口通信电路和调试接口构成。协调 器节点硬件框图如图 3 所示。
串口通信电路主要功能是实现协调器和监测中心之间的通讯，CC2530 芯片含有 UAＲT 口，通过电 平转换就可以和上位机进行通讯，这里选用低电压高速率的 ＲS232 收发器芯片 SP3232。SP3232 满足 EIA / TIA － 232 － F 标准，工作电压为 3. 0 5. 5 V，在电压为 3. 3 V 时只需 0. 1 μF 电容就可以进行操作， 满载时保持数据速率高达 235 kb / s，满足协调器与监测中心之间的大量数据传输的需要。
协调器节点软件设计和传感器节点软件设计是系统软件设计的主要部分。主要方法是利用 Z － Stack 协议栈，根据传感器节点和协调器节点硬件电路进行修改和编写相应的接口函数和应用程序。 3． 1 传感器节点软件
传感器节点的软件设计主要包括主程序的设计和数据采集子程序设计。传感器节点主程序流程如 图 4 所示。通电后，传感器首先对底层模块进行初始化，搜索网络并加入，成功加入网络后，将地址信息 发送给协调器，然后就进入休眠状态。在休眠状态下，微处理器关闭传感器模块和射频模块的功能，等 待定时器中断唤醒。当定时器产生唤醒信号，微处理器脱离休眠状态进入工作状态，采集温度信号数据 并进行简单滤波处理后发送给协调器。
无线信号的传输距离受很多因素的影响，例如环境、天气、发射功率和其他因素。将发射功率设置 为 0 dBm、天线增益为 3 dB，通信频率为 2 405 MHz、接收端灵敏度为 － 100 dBm 情况下进行测试。在无 障碍情况下，测试地点选在室外操场，将协调器节点和传感器节点放在一起，组网成功并且上位机成功 接收到数据后，固定协调器，然后慢慢移动传感器节点。在有障碍情况下，将协调器节点和传感器节点 隔墙放置，重复上述步骤。测试结果如表 2 所示，由结果可知，无论在无障碍测试或者在有障碍测试中， 信号在 100 m 内传输稳定并且实时性比较好，能够符合工业现场基本需求。
1 总体方案
无线温度传感网络主要由传感器节点、协调器节点和监测中心构 成，其结构如图 1 所示。系统采用星型网络拓扑结构，各个传感器节点 以协调器节点为中心组建网络。传感器节点分布于各个区域，负责采集 工业现场温度，并将数据以无线的方式发送给协调器节点，协调器节点 接收与之连接的所有传感器节点的信息，并把接收到的信息通过串口发 送给监测中心［3］。监测中心负责对温度数据进行进一步整理、显示和存 储，由 PC 机担任监测中心。
收稿日期： 2013 － 06 － 20 基金项目： 浙江省科技厅重大科技专项资助项目（ 2010C13017） 作者简介： 张睿（ 1991 － ） ，男，安徽安庆人，在读研究生，控制理论与控制工程．
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杭州电子科技大学学报
2014 年
主要包括数据的采集和与其他节点的通信。CC2530 是 TI 公司在 2. 4GHZ 频段推出的第二代支持 IEEE 802. 15. 4 / ZigBee 协议的片上系统芯片，其内部集成了高性能射频收发器、工业标准增强型 8051 内核、大容 量闪存、8kB 的 SＲAM 以及其他强大的功能［4］。采用 CC2530 芯片能够简化外围电路设计，降低成本。同 时，CC2530 的低功耗、高性能等特点使其成为分布式无线传感网络硬件实现的最佳选择之一。
第 34 卷第 3 期 2014 年 5 月
杭州电子科技大学学报
Journal of Hangzhou Dianzi University
doi： 10． 3969 / j． issn． 1001 － 9146． 2014． 03 － 022
Vol． 34，No． 3 May． 2014
基于 CC2530 的无线温度传感网络的设计
正常 正常
正常 正常
正常 信号不稳定
正常 收不到信号
230 信号不稳定 收不到信号
2 系统硬件设计
图 1 网络结构图
2． 1 传感器节点
传感器节点的功能是其负责区域内温度数据的采集、简单处理和发送，主要由微处理器和射频模 块、温度采集模块、电源模块和调试接口构成。传感器节点硬件框图如图 2 所示。
微处理器和射频模块是由片上系统 CC2530 的最小系统构成。微处理器负责控制整个传感器节点，
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杭州电子科技大学学报
2014 年
图 7 协调器节点程序流程图
表 1 温度测量数据
环境温度 /℃ 21． 2 28． 6 41． 7 56． 3 72． 2 87． 0 98． 5 110． 8 119． 1 131． 2 145． 0 162． 3 175． 5 187． 9 198． 4
节点一 /℃ 21． 5 29． 0 42． 5 56． 8 72． 0 86． 3 99． 8 111． 3 120． 0 130． 5 145． 8 161． 8 176． 0 188． 8 199． 5
节点二 /℃ 21． 5 28． 8 42． 3 56． 8 72． 0 86． 0 99． 5 111． 5 120． 5 130． 8 145． 5 161． 8 176． 3 189． 0 199． 8
传输距离 /m 无障碍测试 有障碍测试
表 2 传输距离测试结果
20
50
100
120
170
正常 正常
温度采集模块由 K 型热电偶和热电偶模数转换芯片 MAX6675 组成。K 型热电偶是工业温度测量 中常用的温度传感器，具有测量范围广、精度高、和使用方便等优点，一般用来测量 0 1 300 ℃ 范围内 液、气、固体的表面温度。但是，热电偶存在输出信号微弱、测温存在非线性误差和冷端补偿等问题，因 此需要配合 MAX6675 芯片来使用。
4 实验结果
根据上述设计方案，在室内搭建了含有一个协调器节点和两个传感器节点的简易无线温度传感网 络，传感器节点放置在室内两个角落，与协调器节点距离在 25 m 左右，协调器通过串口线与上位机相连 接，通过上位机的串口收发软件采集实时温度信息。经测试，通电后上位机可以接收到两个传感器节点 的温度数据。然后对两个传感器节点进行高温测试，将两个节点放在同一环境中，同时用高精度测温仪 测量环境温度，比较上位机显示值和实际值的误差。实验数据如表 1 所示，在 20 200 ℃ 范围内上位机 显示值和实际温度值的误差在 2 ℃ 之内，符合系统要求。
MAX6675 芯片是一种热电偶信号转换芯片，它可以对热电偶信号进行放大、A / D 转换及 SPI 串口 数字化输出，同时还可以进行冷端补偿和线性化，它的出现降低了热电偶在实际系统中的开发难度。 MAX6675 主要具有如下特点： 1） 可将模拟的温度信号转换成 12 位数字量并进行 SPI 串口输出； 2） 测量 温度范围广，分辨率比较高。它可以测量 0 1 023. 75 ℃ 范围内的温度，同时分辨率可达 0. 25 ℃ ； 3） 内 部含有热电偶断线检测电路； （ 4） MAX6675 芯片内部包含冷端补偿电路，当冷端温度变化时，MAX6675 仍能准确的检测热端温度变化［5］。
协调器节点不同于传感器节点大部分时间处于休眠状态，而是一直处于工作状态，因此协调器节点 是采用有线电源供电。电源采用 220 V 交流转 5 V 直流电源，然后利用 LM1117-3. 3 稳压到 3. 3 V 来给 协调器节点供电。
图 2 传感器节点硬件框图
图 3 协调器节点硬件框图
3 系统软件设计
实验结果表明，系统运行实时、稳定、精确，测温误差保持在 2℃ 以内，满足实际工业现场需求。
关键词： 温度测量； 热电偶； 无线传感网络
中图分类号： TP212. 9
文献标识码： A
文章编号： 1001 － 9146（ 2014） 03 － 0087 － 04
0引言
ZigBee 技术是基于 IEEE802. 15. 4 协议，是一种新的双向无线通信技术，主要工作在 2. 4 GHz 频段上， 具有短距离、低功耗、低成本和低数据速率等特点，符合工业现场实时数据传输的要求［1］。在工业生产中， 需要在高温恶劣的环境下采集旋转反应釜内部温度，传统的分布式温度测量系统多采用有线传输的方式， 现场的大量布线给系统的布局、维护和升级造成了困难［2］。另外，温度采样多采用数字温度传感器，存在 采集精度低和测温范围小等诸多缺点，不能满足测温要求。针对现有系统的上述问题，本文采用 TI 公司 的 CC2530 作为主控芯片，以 K 型热电偶为温度传感器，组网采用 ZigBee 星型网络，构建无线温度传感网 络，有效地解决了工业实际环境总体架构， 并对温度采集精度以及相关性能指标进行分析。
传感器节点需要 5 V 与 3. 3 V 两种电源，整个节点由 3 节 5 号电池供电。我们采用 TPS60110 升压 芯片先将电压稳压到 5 V 给 MAX6675 提供电源，再利用 LM1117 － 3. 3 稳压到 3. 3 V 输出给 CC2530。 TPS60110 是 TI 公司生产的升压型 DC-DC 电荷泵，特点主要有： 输入电压 2. 7 5. 4 V，输出电压为 5 V ± 4% ； 具有电压监视功能； 低功耗、低纹波。
T0 时间段节点处于工作状态，采样温度数据并完成数据的发送，
剩下很长时间芯片处于休眠状态，功耗很低。
图 6 无线收发芯片的一个工作周期
3. 2 协调器节点软件
协调器节点程序主要包括节点的初始化、建立网络、接受传感器节点加入网络和接收各个传感器节 点的温度数据，再将接收到的数据信息简单处理后通过串口发送给主机。协调器节点的软件流程如图 7 所示。协调器节点首先进行初始化，完成信道选择并设置协调器地址后，则对无线网络不断进行监 听。若有新的节点设备申请加入，则给节点设备分配端口号，若接收到温度数据，则进行简单处理后通 过串口发送至主机做进一步处理。
图 4 传感器节点主程序流程图