基于ZigBee的无线温湿度采集系统设计
基于ZigBee的无线温湿度采集系统设计
采集节点
数据的收发：
ZigBee设备间通信：设备发送端，调用自定义的发送函数 (SampleApp_Send_P2P_Message)发送数据；接收端就调用事件 任务处理(SampleApp_ProcessEvent)、 消息处理函数 (SampleApp_MessageMSGCB)接收数据。
Z-Stack由main()函数开始执行，main()函数共做了2件 事：一是系统初始化，另外一件是开始执行轮转查询式操 作系统。用户自己添加的应用任务程序在Zstack中的调用过 程为：main()-->osal_init_system()--> osalInitTasks()->SampleApp_Init()，具体如右图：
2020/2/20
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
ZigBee技术具有低成本、低功耗、低速率的特点和高 可靠性、组网简单、灵活等优势。ZigBee技术主要领域有 大棚温湿度采集控制、家庭办公自动化、工业与环境监测 及人员定位与医疗护理等。
ZigBee技术满足了无线通信、网络大范围覆盖、网络 灵活性高以及维护管理方便等要求，是将来物联网发展的 趋势。
开始 系统初始化 执行操作系统
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4 系统软件设计
Z-Stack中操作系 统是基于优先级的轮转 查询式操作系统，执行 流程图如右图：
2020/2/20
开始
Y macEventLoop（）
N Y
nwk_event_loop（）
N Y
Hal_ProcessEvent（）
N Y
APS_event_loop（）
绑定时间事件 进入事件 用户事件
4 系统软件设计
网状网程序设计:
基于ZigBee和LabView的多点无线温湿度采集系统设计
题目（中文）：基于ZigBee和LabView的多点无线温湿度采集系统设计（英文）：A multi-node wireless temperature and humidity acquisition system design based on ZigBee and LabViewI摘要随着生产技术的提高，环境条件中的温度和湿度参数成为了工业生产中的两个重要参数，它直接影响到工业的生产水平。
笔者通过空间环境中的温度和湿度采集问题，以粮仓温湿度采集系统为例，提出基于ZigBee的无线多点温湿度采集系统。
以JN5121为主控芯片，SHT11为温湿度传感器，采用ZigBee协议，通过星型网络实现主从节点之间的数据采集和传输，最后利用串口通信技术与上位机进行通信，并通过LabView编程语言实现对采集到的数据进行显示与处理，从而有效的起到了对粮仓的自动控制。
实验测试表明，该无线多点粮仓温湿度采集系统能稳定可靠的运行，并具有组网简单、花费少、维护性好等优点。
关键词：ZigBee，LabView，SHT11传感器，无线通信AbstractWith the development of industry technology, temperature and humidity of environmental conditions are the two important parameters in industry productions; they influence the productions’ level directly. The writer aims at the problem of the temperature and humidity acquisition for the environment, example as warehouses, and the paper presented a multi-node temperature and humidity acquisition system based on ZigBee wireless network technology. Taking the JN5121 as the main controlling chip, SHT11 as the sensor of temperature and humidity, it used the ZigBee protocol, realized data acquisition and transformation between main-node and sub-node, communicated with PC through serial port communication technology, finished the data processing and display of the wireless system via LabView which is a programming language. The experimental tests have proved that the wireless multi-node temperature and humidity acquisition system was stable and credible, with the advantages of simple networking, low cost and good maintainability.Keywords: ZigBee, LabView , SENSOR OF SHT11,WIRELESS COMMUNICATION目录摘要 (II)Abstract.............................................................................................................................. I II 第一章绪论 (1)一、选题背景 (1)二、课题的研究意义 (1)第二章温湿度检测方案设计 (2)一、传感器选型 (2)（一）分立温湿度传感器 (2)（二）温湿度一体数字传感器 (2)二、SHT11应用设计 (3)（一）硬件设计 (3)（二）软件设计 (3)第三章检测系统通讯方案设计 (5)一、ZigBee技术概述 (5)（一）ZigBee技术简介 (5)（二）ZigBee的主要特点 (5)（三）三种短距离无线通信技术的比较 (7)二、ZigBee网络体系结构 (7)（一）功能类型 (7)（二）节点类型 (8)（三）拓扑结构 (8)（四）工作模式 (8)三、ZigBee开发模块:Jennic简介 (9)（一）无线微控制器 (9)（二）无线收发器 (9)（三）中央处理器和存储器 (9)（四）外设 (10)四、系统硬件设计 (11)五、系统软件设计 (11)（一）温湿度采集节点软件设计 (11)（二）网络协调器软件设计 (13)第四章上位机监控系统设计 (14)一、LabView简介 (14)二、系统硬件概述 (14)三、系统软件设计 (15)（一）硬件读写模块程序设计 (15)（二）数据通信程序设计 (15)（三）程序结构设计 (16)四、基于LABVIEW本题模块功能的设计 (16)（一）串口模块设计 (16)（二）温度模块设计 (17)（三）湿度模块设计 (18)（四）节点的选择 (18)（五）系统前面板 (19)第五章应用设计小结 (20)致谢.................................................................................................. 错误！未定义书签。
基于ZigBee的温湿度采集系统设计
基于ZigBee的温湿度采集系统设计近年来，随着无线通信网络技术的飞速发展，人们不需要花费高成本和进行复杂的布线，就能实现系统组网和数据通信。
而ZigBee无线传感器网络因其低功率、低成本的特性，受到了科学爱好者和人们的广泛的关注。
它作为ZigBee 技术和传感器技术相结合的产物，能组建ZigBee无线传感器网络，实现点与点之间的通信。
本设计采用符合ZigBee标准的CC2530作为传感器节点的数据采集和处理单元，并采用了温湿度复合传感器芯片DHT11进行温湿度进行数据采集。
在IAR开发环境下进行传感器节点程序的编写，实现无线传感器网络对温湿度信号的采集，并实现传感器节点之间的数据传输功能。
标签：ZigBee DHT11 CC2530 无线传感网络温湿度数据采集一、温湿度采集系统的总体设计协调器上电后，能够建立ZigBee无线网络，接着终端节点能查找并自动加入该ZigBee无线网络中，这时就建立起了协调器和终端节点的通信。
终端节点能够定时的采集温湿度数据，并将其通过网络发送给协调器，协调器收到温湿度数据后，通过RS232通信串口传输上到PC机。
系统设计原理图如图3-1：图1-1 系统设计原理图1.无线传感器网络节点设计针对ZigBee无线传感器网络的功能和组成，将传感器节点大致分成如下几个部分：采集单元、处理单元、通讯单元、电源单元。
无线传感器网络节点的模块如图1-2：图1-2 无线传感器网络节点的模块2.系统设计的主要任务2.1硬件平台的搭建：基于符合ZigBee标准的CC2530和温湿度传感器DHT11相结合，实现系统对温湿度的采集、存储和收集功能，并通过RS232与PC机相联，把收集到的温湿度数据传输到PC机中进行分析处理。
2.2软件平台的搭建：在IAR开发环境下进行传感器节点程序的编写和编译，实现无线传感器网络对温湿度数据的采集，还能实现传感器节点之间的数据传输功能。
二、温湿度采集系统的硬件设计1.系统采集单元设计鉴于本实验测量环境的特殊要求，需要对温湿度高精确度的测量和长期的保持工作。
基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计毕业设计
毕业设计基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计摘要:本设计提出了一种利用新型低功率、低成本的ZigBee无线网络技术来实现分布式温湿度检测系统的方法。
该方法采用了一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器芯片SHT11来对温湿度进行数据采集，并采用符合ZigBee标准的CC2430射频芯片作为传感器节点的数据采集和处理单元。
在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序，实现了无线传感器网络采集温湿度信号及传感器节点之间的数据传输功能。
本设计对无线传感器网络化农业工业等温湿度数据采集系统进行了测试和应用性试验，结果表明该系统各项技术性能指标达到设计要求，具有推广和应用价值。
关键词:ZigBee，温湿度，SHT11，CC2430，无线传感网络，数据采集Abstract:This paper proposes a method to realize the distributed detection system of temperature and humidity using zigbee wireless network technology which is new low-power, low cost. The method collects data on temperature and humidity by using a single chip relative humidity and temperature multi sensor comprising a calibrated digital output, using the line with zigbee standard CC2430 radio chip as the sensor nodes in data collection. After writing and compiling procedures in the IAR development environment, sensor nodes achieve a wireless sensor network by collecting temperature and humidity signals and transmission data between nodes. The design makes the application experiment on wireless sensor networks of agricultural industrial temperature and humidity data acquisition system, the results show that the technical performance indicators meet the design requirement with the promotion and application value.Keyword: ZigBee, Temperature and humidity, SHT11, CC2430, Wireless sensor networks, Data acquisition目录1 前言 (5)2 无线传感器网络 (5)2.1 无线传感器网络体系结构 (6)2.2 无线传感器网络特点 (7)2.3 无线传感网络的发展趋势 (8)3 Zigbee技术简介 (9)3.1 Zigbee技术的由来 (9)3.2 Zigbee的技术特点 (9)3.3 Zigbee协议栈 (10)3.4 Zigbee网络拓扑结构 (11)4 系统总体方案设计 (12)4.1 系统总体框架 (12)4.2 无线传感网络节点设计 (12)4.3 系统设计芯片的选择 (13)4.3.1 SHT11介绍 (13)4.3.2 CC2430介绍 (16)4.3.3 RS-485 (17)5 系统的硬件设计 (18)5.1 采集单元设计 (18)5.2 CC2430单元设计 (20)5.2.1 处理器单元设计 (20)5.2.2 通讯模块设计 (21)5.2.3 天线 (21)6 系统的软件设计 (22)7 系统测试 (23)7.1 系统测试结果 (25)7.1.1 组网测试结果 (25)7.1.2 数据传输及显示测试结果 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1 前言目前的环境状况逐渐恶化，已引起人们广泛的关注。
基于ZigBee的无线温湿度采集系统
基于ZigBee的无线温湿度采集系统摘要：针对传统温湿度检测存在的问题，结合无线传感器网络技术，本文提出一种基于ZigBee 技术的无线温湿度采集系统的设计方法。
设计采用CC2530 射频芯片及SHT11 数字温湿度传感器，在ZigBee 协议栈的基础上进行应用开发。
阐述了ZigBee技术，系统组成及工作原理，系统软硬件设计等内容，并通过实验测试表明,该无线温湿度采集系统能够稳定可靠的运行,并且具有组网简单、功耗低，成本低等优点，具有十分好的实用价值和经济效益。
关键字：ZigBee，温湿度，CC2530，协议栈Wireless temperature and humidity acquisition systembased on ZigBee technologyAbstract: According to the problems existing in temperature and humidity detecting of traditional ways,combining with wireless sensor network technology , this paper puts forward a new design of temperature and humidity acquisition system based on ZigBee technology. The design was carried out based on the ZigBee protocol, adopting CC2530 RF chip and digital humidity and temperature sensor SHT11. Paper introduces ZigBee technology, the overall design of the system, hardware and software design of the nodes and so forth. Finally, the experimental tests have proved that the wireless temperature and humidity acquisition system was stable and credible , with the advantages of simple networking , low cost and low power, and it has a very good practical value and economic benefits .Keywords: ZigBee, Temperature and humidity, CC2530, Protocol1 引言在冷链物流、农业生产、仓库管理以及食品保存等领域，温度和湿度控制显得十分重要，但传统的方法采用测试器材来测量温度和湿度，通过人工进行检测，这种人工测试方法费时费力、效率低，而且测试的温度及湿度的误差大，随机性大。
基于zigbee的无线温度采集系统
基于zigbee的无线温度采集系统关键词：ZigBee，无线网络;温度采集摘要无线温度采集系统是基于ZigBee无线技术设计的。
此系统由三部分构成。
子节点部分负责收集温度数据，它的设计基于CC2430芯片和DS18B20温度传感器。
主要节点部分负责接受温度数据和建立网络联接。
CC2430是作为主控制芯片。
前端电脑主要负责温度数据处理存储和显示。
通过zigbee网络连通子节点与主要节点，主要节点在通过串行端口与前端电脑沟通。
此系统具有一个成本低，低功耗的温度收集的终端设备，从而实现节能和减少污染的排放。
1简介随着生产技术的发展，温度数据检测技术广泛应用于工业远程控制系统，并逐步显示出远程和网络的特性。
传统的温度采集系统，主要方式是有线连接节点，此方法的特点是布局复杂和可扩展性差。
事实上，在某些领域有线连接方式甚至不能应用。
因此，最理想的方法是采用无线连接收集和传送数据。
作为新兴的短距离，低功耗低成本的无线通信技术，zigbee已广泛应用于工业控制，消费性电子，家电自动化，医疗监控等领域。
基于以上分析，此文将设计出一种基于zigbee为基础的无线温度采集系统。
用基于zigbee网络的无线方式通过温度测量节点收集温度数据。
通过串口通信线路连接主要节点和前端电脑。
然后，电脑存储温度数据至数据库，以便实现数据的统一管理。
此系统具有高实用性和良好的扩展性。
2系统结构研究系统框图显示在图1[2].该系统选择的是星型局域网，他建立一个由主要节点和若干子节点组成的无线系统，实现数据的无线传输。
子节点的主要责任是传输由温度传感器DS18B20采集的数据至主要节点。
主要节点合并来自不同子节点的数据然后发送至前端电脑，电脑存储数据至数据库，并通过软件可以直观的在显示器上看到温度的变化。
3 硬件系统设计3.1子节点设计子节点负责收集和传输温度的数据，因此他应该被设计的低功耗和低成本的功能装置。
芯片CC2430- F32(32KB 闪存)与温度传感器ds18b20构成的子节点。
基于ZigBee的温湿度无线采集系统设计
0 引言相比较红外和蓝牙等其它无线技术，ZigBee技术的特点更加适合温度、湿度监测系统。
ZigBee以其低功耗、高可靠性、低成本等突出优点在各类环境监测中的应用越来越广泛。
文中将ZigBee技术应用于无线温、湿度采集系统的设计，设计出一种低成本、低功耗、高可靠性的能够适用于温室大棚、粮库等多种场合的无线温、湿度采集系统。
1 ZigBee技术和CC25301.1 ZigBee技术的特点ZigBee技术是基于 IEEE802.15.4 标准的无线传输协议。
ZigBee具有以下几个特点。
(1) 工作频段灵活2.4GHz是我国ZigBee无线通信使用的频段，具有250kb/s的传输速率，可免费使用。
此外，ZigBee无线通信频段的变换也不用注册直接能使用，而且不同的ZigBee网络被允许在同一个区域共同存在，还不会互相干扰。
(2) 对 MCU 的资源要求低ZigBee技术的协议简单，对 MCU 资源要求较低，因此常用于成本较低的场合。
(3) 数据传输安全可靠ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用ACL （Access Contorl List）即接入控制清单以防止非法获取数据、采用AES-28（高级加密标准）的对称密码，从而使其安全属性可以灵活确定。
(4) 功耗低ZigBee只有1mW的发射功率，工作在休眠的低功耗待电模式时，2节普通5号干电池就可以支持一个节点工作半年到两年，甚至更长时间。
这是ZigBee最突出的优势。
(5) 网络结构灵活、高容量ZigBee可以采用星状、片状、网状等网络结构。
一个主节点管理若干子节点，节点之间可以接力，最多可组成65000个节点的大网。
[1]1.2 ZigBee协议栈的结构介绍ZigBee协议栈的结构图，如图1所示。
1.3 CC2530模块CC2530是TI（德州仪器）新一代SOC，兼容IEEE 802.designed in view of the high power consumption, poor expansibility and high maintenance cost of the traditional temperature and humidity detection system� CC2530 is used as the main control device and the temperature and humidity sensor SHT11 is used to collect the temperature and humidity� The hardware circuit and software flow are given� The system has the advantages of low power consumption, stable performance, low cost, good expansibility and large network capacity�Keywords: ZigBee technology；WSN ； Temperature and humidity sensor； CC2530基金项目：河南省教育厅科学技术研究重点项目“基于无线传感网络技术的温室大棚智能监控系统设计及关键技术研究”（16A510030）。
基于ZigBee无线的温湿度测量设计与实现
测湿范围:0-１00％RH
测湿精度:＋2．５%RＨ
图2．1 系统组成框图
3.
1)了解温湿度传感器工作原理,根据原理画好ＰＣB原理图。
2)根据ＰＣＢ原理图自制PＣB板电路,将液晶屏，温湿度传感器,ＺigBee开发板等相关元件设备进行集成。
3)测试PCＢ电路,检查相关电路能否正常工作，以及ZigＢｅe核心板的能否正常调试。
ﻩ
JLabellblNewLabｅl＝neｗJLabｅl（＂\u5C0F\ｕ7ＥＣ4\u6210\ｕ545８＼ｕＦF1Ａ＼u79Ｂ9\u542F\u６８0７ \u４F59\u74２A＂);
ｌｂlNewＬａbｅl．ห้องสมุดไป่ตู้etForegrｏｕnd(Colｏｒ．CＹAN)；
ﻩlｂｌNewLａbeｌ.setBounds(19２, 1６8, ２6２, ３１）;
4)在完成电路调试后,用下载器下载调试程序成功完成程序对相关元件的驱动
5)实验完成后做好相应的实验总结。
4.
此处用ＣC253０芯片用作接收信息和控制芯片，实现无线遥控，单跳控制距离可以达到１0０米以上，L２９８Ｎ驱动模块(驱动电机)
（1）温湿度传感器，
（2）电脑和ZｉgBee核心板和JLINK下载模块及其相关的驱动
ﻩﻩgetCｏnteｎtPane().ａdd（lblNewLabｅl);
ﻩ
JLａｂｅllblNｅwＬaｂeｌ＿1=newJＬａbel("\u６C6A\u5４8Ｃ\u5１43 \u5F2０＼u7FFC \u8Ｄ39＼u51CC＼u４E91＂);
ﻩﻩｌabel_1．seｔBoundｓ(1６8, ８3， 8６， 3１）；
ﻩﻩｇｅtＣontenｔPanｅ().ａdd（ｌabel_１）;
基于ZigBee的无线温湿度采集系统设计概要
8 总结与展望
2018/10/25
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
ZigBee技术具有低成本、低功耗、低速率的特点和高 可靠性、组网简单、灵活等优势。ZigBee技术主要领域有 大棚温湿度采集控制、家庭办公自动化、工业与环境监测 及人员定位与医疗护理等。 ZigBee技术满足了无线通信、网络大范围覆盖、网络 灵活性高以及维护管理方便等要求，是将来物联网发展的 趋势。 由于ZigBee网络覆盖范围有限，本文将ZigBee网络与 北京韦加航通科技有限公司的C008设备网络配合使用，实 现远程大范围监控。
2018/10/25
1 绪论
1.2 系统设计思路
ZigBee系统设计思路如下图：
温湿度采集系统
系统硬件设计
系统软件设计
协调器 节点电 路设计
路由器 节点电 路设计
采集 节点电 路设计
系统 协议 设计
系统 网络 设计
设备 通信 设计
DHT11 上位机 数据采 软件 集设计 设计
2018/10/25
1 绪论
ZigBEE网络
C008终端
2018/10/25
2 ZigBee协议简介
2.1 ZigBee网络设备
IEEE(电气和电子工程师协会)定义了两种不同类型的 设备：一种是全功能设备(FFD)，另一种是简化功能设备 (RFD)。FFD能够转发其他设备的数据帧，与多个其它的 FFD或多个RFD进行通信；RFD不能同其他终端节点通信， 只能够同FFD进行通信。 ZigBee技术支持星型网、树状网和网状网三种网络拓 扑，其网络中有三种的数据通信机制：单播(Unicast)、组播 (Multicast)和广播(Broadcast)。
3 系统硬件设计
基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计共3篇
基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计共3篇基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计1一、系统概述随着仓库技术的不断发展，现代仓库已经不再是简单的存储场所，而是一个充满了各种设备、智能系统和软件的物流中心，仓库储存的货物多种多样，需要保证货物在合适的温湿度环境下存储，以确保货物的安全保存。
本文将基于 ZigBee 技术，设计一个远程无线仓库温湿度环境智能监测系统。
二、系统组成1.传感器模块由于仓库储存的货物种类多种多样，对环境条件的要求也不尽相同，比如药品需要相对恒定的温度和湿度，而食品则需要严格控制温度和湿度，因此需要选用不同的传感器来监测不同的环境参数。
本系统主要包括温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等多个传感器，通过ZigBee 无线传输技术将检测到的环境数据传输至下位机。
传感器模块同时还负责环境数据的采集和处理，确保数据的可靠性和准确性。
2.ZigBee模块ZigBee 是一种短距离、低功率消耗、低速、低成本的无线通信技术，是一种面向控制和监测应用的无线通信技术。
ZigBee 模块主要负责实现无线传输和数据通信的功能，将传感器采集到的数据通过无线信号传输到上位机，具有可靠性高、适用范围广、安全性强等优点。
3.上位机上位机主要负责数据的接收、处理和存储，通过图表和曲线的形式展示当前环境参数的变化情况。
上位机可以远程实现对仓库环境的监测和控制，提高了仓库环境的智能化水平。
上位机同时还负责对环境参数设定阈值，并在达到阈值时触发报警。
三、系统原理本系统通过 ZigBee 传感器网络，实现对远程仓库的环境参数进行智能监测。
各个传感器将检测到的数据采集并处理后，通过 ZigBee 通信模块传输到上位机。
上位机接收到数据后，进行分析、处理然后通过图表和曲线的方式展示出来。
用户可以在上位机界面通过设定阈值来实现对环境的远程控制，当环境参数达到预设的阈值时，系统会自动触发报警，用户可第一时间得知环境的变化。
基于zigbee无线温湿度数据采集单元硬件设计
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谢谢 各位评审老师
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2.复位电路和电源选择 各个芯片个工作电压如下： 芯片名称 工作电压 CC2430 2.0-3.6V SHT11 2.4-5.5V
RS232 3.3-5V
根据以上各个芯片的工作电 压，选用锂电池供电，锂电 池具有供电时间长，节能的 优点。
复位电路如下所示：
复位电路采用典型的RC复位方式，它具有上电复位和 手动复位两种复位功能，且低电平有效。值的注意的是， 为了使系统达到有效复位，应是RESER-N端保持10ms的 低电平。
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I 2C
3.温湿度采集电路 使用CC2430的I/O口来模拟I2C总线，P0_0来虚拟数据线DATA， P0_1来虚拟时钟线SCK,并在数据线端口连接一个10K的上拉电阻，以 此来进行温湿度数据采集后把数据传输给主处理芯片。
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4.串口通信的电路设计 发送数据时，RS-232串口数据经过MAX232将电平转换位TTL电平，
基于ZigBee无线温湿度 数据采集单元硬件设计
指导老师：郭建昌 姓 名：黄 亮 班 级：05493班 专 业：电子信息工程
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本设计主要是在基于ZigBee协议的基础上，实现温湿度数据 的采集，然后把数据传输给PC机来集中处理与显示。此系统包括 了ZigBee网络节点的设计，电源设计，温湿度数据采集单元的设 计，串口通信的设计，系统总的设计框图如下所示：
ZigBee网络节点的设计采用CC2430芯片，温湿度数据采集 使用SHT11芯片，此芯片是一种全新的数字式的芯片；串口通 信使用RS232通信标准；电源采用锂电池供电。
基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计
摘要：随着嵌入式计算、传感器、无线通信等技术的飞速发展，无线传感网被广泛应用于环境监测、军事国防和工农业控制等诸多领域，已成为电子信息技术发展的一个热点。
CC2430是TI公司针对ZigBee 的无线传感网芯片解决方案，具有功耗低，可靠性高，组网简单等优势。
基于CC2430和ZigBee协议，设计了温湿度数据采集系统，分别给出了协调器和普通节点的软件算法，在干扰环境下测试表明，网络具有较强的鲁棒性和自组能力。
0 引言随着计算机网络技术及无线移动通信技术的迅速发展，各种新的无线网络通信技术不断涌现，如GSM,3G等无线移动通信技术以及蓝牙、WiFi等无线局域网技术，它们越来越被人们所熟悉和应用。
然而，这些技术的设备系统非常复杂，且功耗较大、成本很高，不便于在一些低数据速率和通信范围较小的场合使用，例如数据采集系统、智能家居等领域。
近年来，无线传感网的出现为这些问题带来了更好的解决方法，其中ZigBee作为一种低复杂度、低功耗、低成本的低速率无线连接技术越来越被人们所重视，开发应用ZigBee技术的无线设备已成为业界的一个热点。
本文设计一种基于ZigBee的温湿度数据采集系统，利用CC2430通信模块组建小型无线传感器网络，并实现了传感器网络的软硬件设计。
其算法经干扰环境下测试表明，网络具有较强的鲁棒性和自组能力。
1 ZigBee技术及CC2430简介1.1 ZigBee技术ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率和低成本的无线网络技术。
它是介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，主要用于近距离无线连接。
一般而言，随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。
相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和最低成本的技术。
由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点，决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。
所以ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现
基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现摘要：本文基于ZigBee技术，设计并实现了一种无线温、湿度监测系统。
该系统利用ZigBee无线通信技术，实现了温、湿度采集节点与上位机之间的数据传输。
通过对系统的设计与实现，验证了该系统在温、湿度监测方面的可行性和实用性。
1. 引言温度和湿度是影响人们生活和工作环境的重要参数。
传统的温、湿度监测系统通常需要使用大量的有线传感器，并且数据传输受到限制。
为了解决这些问题，本文基于ZigBee无线通信技术，设计了一种无线温、湿度监测系统。
2. 系统设计本系统由温、湿度采集节点和上位机组成。
温、湿度采集节点使用ZigBee无线传感器节点，通过温度和湿度传感器采集环境数据，并将数据通过ZigBee无线通信模块发送给上位机。
上位机通过ZigBee无线通信模块接收数据，并将数据显示在界面上。
3. 系统实现温、湿度采集节点采用ATmega128单片机作为主控制器，通过I2C总线连接温度和湿度传感器，实现对环境数据的采集。
同时，采集节点还集成了ZigBee无线通信模块，通过UART接口与主控制器进行通信。
上位机使用PC机作为主控制器，通过ZigBee无线通信模块接收温、湿度采集节点发送的数据。
上位机通过串口与ZigBee模块进行通信，并将接收到的数据显示在界面上。
用户可以实时监测温度和湿度的变化，并进行相应的调整。
4. 系统测试通过对系统的测试，验证了该系统的可行性和实用性。
实验结果表明，该系统能够准确地采集温、湿度数据，并且稳定性良好。
同时，系统的响应速度也较快，能够满足实时监测的需求。
5. 结论本文基于ZigBee技术，设计并实现了一种无线温、湿度监测系统。
该系统具有无线传输、实时监测和稳定性良好等特点，能够满足温、湿度监测的需求。
未来可以进一步优化该系统，提高传输速率和扩展监测范围，以满足更多应用场景的需求。
基于zigbee的温湿度系统检测控制设计
基于Zigbee 的温湿度系统检测控制设计可以实现远程监测和控制温度和湿度的功能。
下面是一个基本的设计方案：
1. 硬件选型：选择支持Zigbee 通信协议的温湿度传感器和Zigbee 网络通信模块。
2. 传感器连接：将温湿度传感器与Zigbee 模块进行连接，通常使用串口或其他接口进行数据传输。
3. Zigbee 网络搭建：配置Zigbee 网络，包括协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device），确保设备之间可以进行无线通信。
4. 数据采集和传输：温湿度传感器采集环境数据，并通过Zigbee 网络将数据发送到协调器。
5. 数据处理和存储：协调器接收到传感器数据后进行处理，并可以将数据存储在本地或云端数据库中。
6. 远程监测：用户可以通过手机应用或电脑登录系统，远程监测温湿度数据，以便实时了解环境状态。
7. 控制功能：用户可以通过远程控制界面设置温湿度的目标值，并将控制指令发送到协调器，协调器再将指令传输给相应的终端设备进行控制操作。
8. 报警功能：当温湿度超过预设范围时，系统可以触发报警，例如发送短信或推送警报信息给用户。
总体而言，基于Zigbee 的温湿度系统检测控制设计能够实现远程监测和控制温湿度的功能，提供了便捷的数据获取和远程操作，适用于家庭、办公室、工业环境等多个场景。
基于ZigBee技术的温湿度数据_采集系统设计
基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计毕业设计毕业设计基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计摘要:本设计提出了一种利用新型低功率、低成本的ZigBee无线网络技术来实现分布式温湿度检测系统的方法。
该方法采用了一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器芯片SHT11来对温湿度进行数据采集，并采用符合ZigBee标准的CC2430射频芯片作为传感器节点的数据采集和处理单元。
在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序，实现了无线传感器网络采集温湿度信号及传感器节点之间的数据传输功能。
本设计对无线传感器网络化农业工业等温湿度数据采集系统进行了测试和应用性试验，结果表明该系统各项技术性能指标达到设计要求，具有推广和应用价值。
关键词:ZigBee，温湿度，SHT11，CC2430，无线传感网络，数据采集Abstract:This paper proposes a method to realize the distributed detection system of temperature and humidity using zigbee wireless network technology which is new low-power, low cost. The method collects data on temperature and humidity by using a single chip relative humidity and temperature multi sensor comprising a calibrated digital output, using the line with zigbee standard CC2430 radio chip as the sensor nodes in data collection. After writing and compiling procedures in the IAR development environment, sensor nodes achieve a wireless sensor network by collecting temperature and humidity signals and transmission data between nodes. The design makes the application experiment on wireless sensor networks of agricultural industrial temperature and humidity data acquisition system, the results show that the technical performance indicators meet the design requirement with the promotion and application value.Keyword: ZigBee, Temperature and humidity, SHT11, CC2430, Wireless sensor networks, Data acquisition目录1 前言 (3)2 无线传感器网络 (3)2.1 无线传感器网络体系结构 (4)2.2 无线传感器网络特点 (5)2.3 无线传感网络的发展趋势 (6)3 Zigbee技术简介 (7)3.1 Zigbee技术的由来 (7)3.2 Zigbee的技术特点 (7)3.3 Zigbee协议栈 (8)3.4 Zigbee网络拓扑结构 (8)4 系统总体方案设计 (10)4.1 系统总体框架 (10)4.2 无线传感网络节点设计 (10)4.3 系统设计芯片的选择 (11)4.3.1 SHT11介绍 (11)4.3.2 CC2430介绍 (13)4.3.3 RS-485 (15)5 系统的硬件设计 (16)5.1 采集单元设计 (16)5.2 CC2430单元设计 (17)5.2.1 处理器单元设计 (17)5.2.2 通讯模块设计 (18)5.2.3 天线 (18)6 系统的软件设计 (19)7 系统测试 (20)7.1 系统测试结果 (22)7.1.1 组网测试结果 (22)7.1.2 数据传输及显示测试结果 (22)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)1 前言目前的环境状况逐渐恶化，已引起人们广泛的关注。
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CC2530核心电路设计
D
CC2530
AVDD5/AVDD_SOC
3 系统硬件设计
AVDD_GUARD
XOSC32M_Q2
XOSC32M_Q1
DCOUPL
A
A
A
A
RBIAS V
V
V
V
G P2_3 P2_4
RF_N RF_P
3.2 协调器电路设计
D
D
D
D
N
D
D
D
D
D
4
1
2
3
4
3
4
2
2
3
3
2
2
3
2
2
2
2
N 0
D
K
P
G
5
4
3
2
1 N PWR2.5 DCIN POWER
D
Debug
P
8
9
7
5
3
1
G
N 1
1
3
2 0
8
6
4
2
D
DHT11
VCC_IN
VDD_3V3
P1_7MISO
P1_6MOSI
P1_5/SCLK
P2_1/DD
VDD_5V
VDD_3V3
Battery
B
T
Header
3X2
P
Power
6
5
3
1
系统初始化
执行操作系统
2014-11-13
4 系统软件设计
开始 Y
macEventLoop（） N nwk_event_loop（）
本任务当前 最高优先级事件
Y
Z-Stack中操作系 统是基于优先级的轮转 查询式操作系统，执行 流程图如右图：
本任务当前 最高优先级事件
N Y Hal_ProcessEvent（） N Y APS_event_loop（） 系统消息事件 LED闪烁事件 键盘事件 本任务当前 最高优先级事件
2
1
0
0
3
2
3
2
6
5
1
9
8
7
4
1
G
N
D
G
N
G D
N
1
C
D 5 R
0
3
6 1
0
K
n
F
G
N
D
G
N
1
C18
u D
F
1
C
0
4
0
n
G
F
N
D
2
C17
2 1
C10
1
C
7
8
8 9
p
p
p
F
3
Y F
F
2
G
1
M N
D
1 C 1
G 0
5
N
0
n
D
F
2
C16
7
G
p N
F
D
2
C
2
6
0
p
G
F
N
D
1 32.768K
C15
2
5
p
F
Y
G
2014-11-13
1 绪论
1.2 系统设计思路
ZigBee系统设计思路如下图：
温湿度采集系统
系统硬件设计
系统软件设计
协调器 节点电 路设计
路由器 节点电 路设计
采集 节点电 路设计
系统 协议 设计
系统 网络 设计
设备 通信 设计
DHT11 上位机 数据采 软件 集设计 设计
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1 绪论
1
2
3
4
5
6
7
8
1
R
1
R
1
R
1
R
K 7
K 6
K 5
K 4
N
D
P
R12
R11
R10
PWR
D
D
D
3 3
2
1
1
1
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
0
1
C
0 5
G
0 N
1 n
C
1
2
0 6 F
D
0
n
1.5K
2
2
F
0
0
G
3
Y
N
VDD_5V
P0_7
P0_6
P0_5
P0_4
P0_3/TX
P0_2/RX
P0_1
P0_0
RESET
VCC_IN 2
1.3 C008搭载ZigBee网络实现方案
ZigBee协调器采集的数据传给C008终端，C008终端再 通过C008基站上传到PC机，实现网络的大范围远程监控， 网络如下图：
PC机
网口
ZigBEE网络 C008终端 C008终端
网口
ZigBEE网络
网口
ZigBEE网络 C008终端 C008基站
网口
2
N
D
1 C 1
G 7 0
N
0
n
D
F
1
C14
5
G
G
p N
N
F
D
D
2
L
1
C11
n 2
p
H G
F N
D
2
L
1
C12 2.2uF
C 2
L
n 3
p 8
n 1
H
F H
2.2pF
C13
1
VDD3V3
2 SMA
G
N 3
D
4
5
2014-11-13
底 CC2530_IO VDD_3V3 P2_2/DC P2_1/DD P2_0 P1_7MISO P1_6MOSI P1_5/SCLK P1_4/CSN P1_3 P1_2 P1_1 P1_0 PL2303 板 VDD_5V VDD_3V3 Key&LED C 2 1 R 1 R 1 R 0 3 2 0 0 1 K K K R R 1 9 8 0 0 P n P0_3/TX P0_2/RX 1 F 1 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 G 0 P0_5 P0_4 RESET N 4.7K 4.7K D P2_2/DC P2_1/DD P2_0 P1_7MISO P1_6MOSI P1_5/SCLK P1_4/CSN P1_3 P1_2 P1_1 P1_0 SW-PB S SW-PB S C SW-PB RESET 2 1 3 1 1 1 1 1
3 系统硬件设计
VDD_3V3
GND_3V3
VDD_PLL
GND_PLL
VDD_3V3
RESET
OSC1
OSC2
V
G
VDD_5V P0_7 D D N P0_6 P0_5 P0_4 P0_3/TX P0_2/RX P0_1 P0_0 RESET
D
M D D
P
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
G
5
6
7
8
9
0
DCIN VDD_3V3 P0_7 R15 VDD_3V3 VDD_3V3 C R14 1 0 6 u 1 0 K F P11 1 0 K G N D 4 3 2 1 Power
U
1
2
VCC_IN
Vin
3
G
N
1
B
T
C
1
D
Vout
VDD_3V3
C
PWR2.5
Battery
1
0
u
F
HT7533
1
0
2
u
G
N
D
G
N
终端节点去掉了USB转串口电路。核心电路、复位电路、Debug 下载电路以及网络指示灯电路参考协调器电路的设计。
3.4 路由器电路设计
路由器设计时，去掉了USB转串口电路，加上了传感器应用电 路。复位电路、Debug下载电路、网络指示灯电路以及传感器应用电 路参考协调器电路的设计。 2014-11-13
2.2 ZigBee协议栈架构
ZigBee协议分两部分，IEEE802.15.4标准定义了物理层 (PHY)和介质访问层(MAC)技术规范；ZigBee联盟定义了网 络层(NWK)、应用层(APL)技术规范。
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2 ZigBee协议简介
2014-11-13
3 系统硬件设计
3.1 系统整体设计
8 总结与展望
2014-11-13
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
ZigBee技术具有低成本、低功耗、低速率的特点和高 可靠性、组网简单、灵活等优势。ZigBee技术主要领域有 大棚温湿度采集控制、家庭办公自动化、工业与环境监测 及人员定位与医疗护理等。 ZigBee技术满足了无线通信、网络大范围覆盖、网络 灵活性高以及维护管理方便等要求，是将来物联网发展的 趋势。 由于ZigBee网络覆盖范围有限，本文将ZigBee网络与 北京韦加航通科技有限公司的C008设备网络配合使用，实 现远程大范围监控。
本文设计的系统，主要由1台PC机、1台协调器、多台终端和若干 台路由器组成。协调器负责建立网络，终端和路由器加入网络后，终 端将采集的数据上传给协调器；协调器通过串口上传数据至PC机，PC 机通过上位机界面显示并存储。 采集节点 采集节点