基于CC2530+及ZigBee+协议栈设计无线网络传感器节点
[工学]基于CC2530的无线传感器网络节点设计
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针对以上弊端，我们采用集成MCU+射 频收发模块的SOC设计方式，而且这种设 计方式能实现节点的更微小化和极低的功 耗。拟采用TI公司的CC2530为核心来设计 传感器节点。之所以选用CC2530原因如下： （1）根据项目实际需求和矿井下实际情 况，采用ZigBee这种通信数据量不大、低 数据传输率、低成本、低功耗而且具有安 全可靠性的这种无线通信技术，做为该无 线传感器网络的组网通信方式最为合适。 （2）CC2530集成单片机、ADC、无线 通信模块于一体。与前述系列典型的节点 相比，大大提高了单片机与无线通信模块
物联网：物联网是新一代信息技术的重要组成部 分。其英文名称是“The Internet of things”。由 此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联 网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基 础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩 展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何 物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此， 物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感 应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设 备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接， 进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识 别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
（4）CC2530相对于CC2430/CC2431来说 性能更优、价格更低。 价格：由于TI早已停产CC2430/CC2431 造成目前市场上的该类产品均为库存， “求大于供”每片CC2430有二十多元，每 片CC2431的价格更是高大一百元。而每片 CC2530的价格大概在十八元。 注：CC2431内部集成有硬件定位引擎而 CC2430内部没有。其他性能二者均相同。 性能：以下是CC2530与CC2430/CC2431 之间的性能比较：
基于CC2530的无线传感器网 络节点设计
基于CC2530农作物生长参数监测无线传感器节点的设计
基于CC2530农作物生长参数监测无线传感器节点的设计张青春【摘要】为满足现代农业对农作物生长参数因子监测的需要,本文采用ZigBee技术和CC2530核心芯片,利用太阳电池板提供能源,设计一种将温度、湿度、光强测量于一体的智能无线传感器节点,实现农作物生长参数因子远程实时监测.通过组网的测试,并对测量数据进行分析,无线传感器能够准确测量温度、湿度和光强等参数,太阳能电池板性能稳定.该传感器也可用于环境参数的测量,具有一定的实用性和推广应用价值.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】4页(P44-47)【关键词】CC2530;Zigbee;无线传感器;农作生长参数;远程监测【作者】张青春【作者单位】淮阴工学院电子与电气工程学院,淮安223003【正文语种】中文【中图分类】TN920 引言无线传感器网络是传感器技术、通信技术和计算机技术发展的产物，它将信息采集、传输和处理集于一体，实现了传感器、通信和计算机等技术的融合。
无线传感器网络正逐渐成为现代信息技术中的一个热门的研究领域，受到广泛关注。
无线传感器网络是一个多学科交叉的综合性科学研究领域，对于其网络所分布的区域内的各种环境和检测对象的信息能够进行实时的监控、感知和采集，并且将这些信息先进行处理，然后通过无线方式传输给监控主机或者需要使用这些信息的用户。
采用zigbee技术和CC2530核心芯片，利用太阳能电池板提供能源，设计一种集成温度、湿度和光强检测于一体的智能无线传感器节点。
该传感器可用于农作物主要生长参数因子检测，也可用于环境参数的测量，具有一定的实用性和推广应用价值。
1 总体方案设计1.1 无线传感器网络本设计采用无线传感技术进行数据的接收和发送，以PC机为上位机，记录数据和分析数据，无线传感网络图如图1所示。
1.2 无线传感器节点采用太阳能电池供电方式，使用蓄电池存储电能，通过电源电路转换，为各模块提供所需电源，维持电路的正常运行。
cc2530优点
我们采用集成MCU+射频收发模块的SOC设计方式，而且这种设计方式能实现节点的更微小化和极低的功耗。
拟采用TI公司的CC2530为核心来设计传感器节点。
之所以选用CC2530原因如下：
（1）根据项目实际需求，采用ZigBee这种通信数据量不大、低数据传输率、低成本、低功耗而且具有安全可靠性的这种无线通信技术，做为该无线传感器网络的组网通信方式最为合适。
（2）CC2530集成单片机、ADC、无线通信模块于一体。
与前述系列典型的节点相比，大大提高了单片机与无线通信模块组合时的可靠性，同时也减小了节点的体积与质量。
（3）CC2530支持最新的ZigBee协议——ZigBee 2007/PRO，而TI之前的SOC射频芯片CC2430/CC2431等不支持ZigBee 2007/PRO协议栈。
ZigBee 2007/PRO相对于以前的协议栈具有更好的互操作性、节点密度管理、数据负荷管理、频率捷变等方面有重大进步，且具有支持网状网络和低功耗特点。
这就使得运用CC2530设计出来的节点通信距离更远，组网性能更稳定可靠。
（4）CC2530相对于CC2430/CC2431来说性能更优、价格更低。
价格：由于TI早已停产CC2430/CC2431造成目前市场上的该类产品均为库存，“求大于供”每片CC2430有二十多元，每片CC2431的价格更是高大一百元。
而每片CC2530的价格大概在十八元。
注：CC2431内部集成有硬件定位引擎而CC2430内部没有。
其他性能二者均相同。
【无线通信篇Zstack协议栈】CC2530ZigbeeZstack协议栈组网项目及详细讲解篇
【⽆线通信篇Zstack协议栈】CC2530ZigbeeZstack协议栈组⽹项⽬及详细讲解篇物联⽹⽆线通信技术，ZigBee⽆线传感⽹络CC2530最⼤的特点就是⼀个拥有⽆线收发器（RF）的单⽚机，既能实现单⽚机功能，也能实现⽆线传输Zstack协议栈是ZigBee协议栈⾥的翘楚，是ZigBee组⽹的⾸选协议栈项⽬实现功能：l 总共有三个端点，⼀个协调器和两个终端节点l 终端节点1连接DHT11温湿度传感器，定时上传给协调器l 终端节点2连接LED，可以通过协调器按键控制，定时上报LED开关状态l 协调器连接12864 OLED 屏幕，实时显⽰温湿度和LED状态l 协调器可以通过按键控制终端2的LED开关，控制后将会显⽰控制结果扩展功能（当前未实现，可进⼀步开发实现）：l 连接协调器串⼝，将终端节点采集的数据通过串⼝发送，PC写上位机实现数据展⽰l 连接WIFI或者4G模块，WIFI模块如ESP8266，实现数据局域⽹⽆线传输或者上传到OneNET、机智云、阿⾥云、⾃⼰开发云服务器等，实现WEB或⼿机APP显⽰和控制。
⼀、项⽬测试（可想⽽知，⼴州的天⽓有多热，39℃了都）实现功能汇总：l 总共有三个端点，⼀个协调器和两个终端节点l 终端节点1连接DHT11温湿度传感器，定时上传给协调器l 终端节点2连接LED，可以通过协调器按键控制，定时上报LED开关状态l 协调器连接12864 OLED 屏幕，实时显⽰温湿度和LED状态l 协调器可以通过按键控制终端2的LED开关，控制后将会显⽰控制结果(⼀) 环境汇总芯⽚：CC2530F256Zstack协议栈：ZStack-CC2530-2.5.1a编程环境：IAR(⼆) 引脚分配协调器：128*64 OLED 0.96⼨屏幕供电：3.3V通信协议：IIC引脚：SDA P0_6SCL P0_7按键：IO：P0_1下降沿触发中断终端1：DHT11：通信⽅式：单总线协议供电：3.3VIO:P0_6终端2：LEDIO：P1_0说明：⾼电平点亮，低电平熄灭⼆、基础认识(⼀) CC2530单⽚机CC2530最⼤的特点就是⼀个拥有⽆线收发器（RF）的单⽚机，既能实现单⽚机功能，也能实现⽆线传输。
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1. 引言1.1 基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现概述Zigbee无线传感网络是一种低成本、低功耗、短距离的无线通信技术，适用于物联网领域。
本文基于CC2530芯片，对Zigbee无线传感网络的设计与实现进行了探讨和研究。
在传感网络中，节点之间通过无线通信实现信息传输和数据交换，构建起一个相互协作的网络体系。
CC2530芯片作为一种低功耗、高集成度的无线通信芯片，具有良好的性能和稳定性，非常适合用于Zigbee无线传感网络的设计。
本文将通过介绍Zigbee无线传感网络的原理与技术、CC2530芯片的特点，以及网络拓扑结构设计、节点通信协议设计和能量管理设计等方面的内容，来探讨基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现方法。
通过对设计与实现结果进行分析，可以了解到该系统的性能和可靠性。
同时，也会探讨存在的问题，并展望未来的发展方向。
这将有助于进一步完善基于CC2530的Zigbee无线传感网络系统，提高其在物联网应用中的实际效果和应用前景。
2. 正文2.1 Zigbee无线传感网络原理与技术Zigbee无线传感网络是一种基于IEEE 802.15.4标准的低成本、低功耗、短距离无线通信技术。
它主要用于构建小型自组织的自动化控制系统，适用于各种物联网应用场景。
Zigbee网络采用星型、树状和网状等不同的拓扑结构，其中最常见的是网状结构，可以实现节点之间的多跳通信，提高网络覆盖范围和可靠性。
节点之间可以通过广播、单播和多播等方式进行通信，实现数据的传输和控制。
在Zigbee协议栈中，包括物理层、MAC层、网络层和应用层。
其中物理层负责传输数据，MAC层处理数据的接入控制，网络层负责路由和组网，应用层实现具体的应用功能。
通过这些协议层的配合，可以实现数据的可靠传输和快速响应。
Zigbee网络还支持多种不同的信道选择和能量管理机制，可以根据具体的应用场景来选择最适合的工作模式，以实现最佳的性能和功耗平衡。
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
基于CC2530无线传感器的Bootload设计
２ ０ １ ４年 ２月
武 汉理工大学 学报 （ 信息与管理工 程版 ）
Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ ＷＵ Ｔ （ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ＆ＭＡ Ｎ Ａ Ｇ Ｅ ＭＥ Ｎ Ｔ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ）
Ｖｏ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
器 可 以强 行 进 入 Ｂ ｏ ｏ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ的执 行 序 列 。在 Ｂ ｏ ｏ ｔ ．
实 际工 程应 用 中 ， 部 署 的无 线 传 感 器 节 点 个 数 可
１ ｏ ａ ｄ的执行序 列 过 程 中 ， 用 户 可 以写 入 新 的用 户
代码 到 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 内部 的 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ中 。 图 １所 示 为
一
对一的程序加载方式更加高效 。
关键词 ： Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ ； Ｂ ｏ ｏ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ ； Ｕ Ｓ Ｂ总线 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ０ ２ ． １ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ３ ８ ５ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ０ ７
Ｌ Ｅ Ｄ闪烁例程代码来 验证 Ｂ ｏ ｏ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ的功能。经过反复程序下载测试 ， Ｂ ｏ ｏ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ可用于 串口加载程序 ， 可 以利用
Ｕ Ｓ Ｂ总线最多实现多达 １ ２ ７ 个 节点程序 同时下 载 ， 实现 自动化下 载及 固件 更新 ， 比传 统 的基 于 Ｊ Ｔ Ａ Ｇ仿真 器
Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０是 一 款 基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ ／ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４
基于CC2530的无线智能家居传感网的设计
基于CC2530的无线智能家居传感网的设计许毅立;朱海霞;杭成【摘要】文章提出一种基于ZigBee协议的智能家居无线传感器网络.本无线传感网是由部署在监测区域内的5种传感器节点组成,通过2.4G无线通信形成一个多跳自组织网络系统,能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的各种信息并加以处理,完成数据采集和监测任务.【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】3页(P57-59)【关键词】智能家居;ZigBee;无线传感网【作者】许毅立;朱海霞;杭成【作者单位】南京航空航天大学金城学院,江苏南京 211156;南京航空航天大学金城学院,江苏南京 211156;南京航空航天大学,江苏南京 210016;南京航空航天大学金城学院,江苏南京 211156【正文语种】中文自从1984年智能家居概念提出后，美国联合科技公司将建筑中的设备信息化后进行智能控制，出现了第一栋智能建筑，智能家居的序幕由此拉开。
智能家居是物联网的一个典型应用，它一般通过计算机、网络、传感器将家居整合在一个网络上，实现对网络中各个设备的智能监控。
智能家居的核心内容是一个网络平台，通过这个平台实现灯具、空调、热水器以及其他家电的远程数据显示和智能控制，提升了家庭电器的安全性、可靠性和舒适性。
无线传感网是一项广泛应用于无线环境的技术。
ZigBee联盟已经为无线传感网和应用层制定了低成本、低功耗的无线通信标准。
本文提出一种基于2.4G无线模块CC2530的智能家居传感网的设计。
本智能家居传感网系统共有6个节点，其中一个节点作为主节点，另外5个作为传感器节点，5个传感器节点与主节点进行无线数据传输。
ZigBee网络结构为星形结构，5个从节点将各自的传感器数据收集后发送给主节点，主节点通过串口将数据汇总到ARM控制平台，并将数据显示。
智能家居无线传感系统总体设计框如图1所示。
系统中，分别通过振动传感器801S、光照传感器GL5537、温湿度传感器SHT10、液体流量传感器YFS201、霍尔传感器AH3503进行振动、光照强度、温湿度、流量和磁场强度5种信号的检测，通过2.4G无线网络传输到总节点，总节点进行5种数据显示，同时通过串口将数据汇总到ARM控制平台，并将数据进行上位机显示。
基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点
基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点①章伟聪，俞新武，李忠成(浙江万里学院智能控制研究所，宁波 315101)摘 要：针对智能家居、环境监测等的实际要求，设计了一种远距离通讯的无线传感器节点。
该系统采用集射频与控制器于一体的第二代片上系统CC2530为核心模块，外接CC2591射频前端功放模块；软件上基于ZigBee2006协议栈，在ZStack通用模块基础上实现应用层各项功能。
介绍了基于ZigBee协议构建无线数据采集网络，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、通讯可靠,通讯距离较TI第一代产品有明显增大。
关键词：传感器节点；CC2530；ZigBee；CC2591；无线传感器网络Wireless Network Sensor Node Design Based on CC2530 and ZigBee Protocol StackZHANG Wei-Cong, YU Xin-Wu, LI Zhong-Cheng(Intelligent Control Research Institute, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315101, China)Abstract: According to the actual needs of intelligent household, environmental monitoring etc, this paper designed a wireless sensor node of long-distance communication system. This system used the second SoC CC2530 set in RF and controller chips as the core module and externally connected with CC2591 RF front-end power amplifier module. Based on ZigBee2006 in software agreement stack, it realized each application layer function based on ZStack. It also introduced wireless data acquisition networks based on the ZigBee agreement construction, and has given the hardware design schematic diagram and the software flow chart of sensor node, synchronizer node. The experiment proved that the node is good in performance and the communication is reliable. The communication distance has increased obviously compared with the first generation TI product.Key words: sensor node; CC2530; CC2591; wireless sensor networksZigBee[1]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。
物联网平台开发及应用：基于CC2530和ZigBee
4.8.4 开 发内容
4 传感器开发项目
4.8.5 开发步骤
4.9 任务21：可燃气体/烟 雾传感器
4.9.2 开发环境
第2篇 基础开发篇
4 传感器开发项目
4.8.6 任务结论 4.9.1 学习目标 4.9.3 原理学习
第2篇 基础开发篇
0
0
1
2
4.9.4 开 发内容
0 4
4.10 任务 22：空气质
4.4.3 原理学 习
4.4.6 任务结 论
第2篇 基础开发篇
4 传感器开发项目
4.4.4 开发内 容
4.5 任务 17：继电 器传感器
4.4.5 开发步 骤
4.5.1 学习目 标
4.5.2 开发环 境
4.5.5 开发步 骤
第2篇 基础开发篇
4 传感器开发项目
4.5.3 原理学 习
4.5.6 任务结 论
第2篇 基础开 发篇
3 CC2530外围接口项目开 发
06
3.2.5 开发 步骤
01
3.2 任务6： 外部中断
05
3.2.4 开发 内容
02
3.2.1 学习 目标
04
3.2.3 原理 学习
03
3.2.2 开发 环境
A
3.3 任务 7：定时
器
D
3.3.3 原 理学习
第2篇 基础开发篇
3 CC2530外围接口项目开发
物联网平台开发及应用： 基于CC2530和ZigBee
演讲人 2 0 11 - 11 - 11
目录
01. 第1篇 入门篇
02. 第2篇 基础开发篇
03. 第3篇 云平台开发篇
04.
基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点
基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点近年来，随着物联网技术的快速发展，无线传感器网络（WSN）应用正在不断增加。
无线传感器节点作为WSN的重要组成部分，可以实时监测环境中的各种参数，并将数据传输到数据中心进行处理和分析。
本文将介绍基于CC2530芯片和ZigBee协议栈设计的无线网络传感器节点。
一、CC2530芯片介绍CC2530芯片是德州仪器（Texas Instruments）公司推出的一款低功耗、高性能的无线SoC芯片。
它集成了8051微控制器核心和IEEE 802.15.4无线收发器，提供丰富的外设接口，并支持多种通信协议，如ZigBee、RF4CE、ZigBee RF4CE、SP100和6LoWPAN。
其低功耗特性使其成为设计低功耗无线传感器节点的理想选择。
二、ZigBee协议栈简介ZigBee是一种低功耗、短距离无线通信技术，主要用于自动化控制、智能家居和工业应用。
ZigBee协议栈分为应用层、网络层、MAC层和物理层。
应用层负责定义各种应用场景下的数据交换格式和协议，网络层负责网络拓扑管理和路由选择，MAC层负责对数据进行处理和封装，物理层负责无线信号的发送和接收。
三、无线网络传感器节点设计基于CC2530芯片和ZigBee协议栈，设计了一种低功耗的无线网络传感器节点。
该节点由CC2530芯片、传感器模块、电源管理模块和外设接口组成。
1. CC2530芯片：作为无线SoC芯片，CC2530芯片集成了8051微控制器核心和无线收发器。
8051微控制器核心负责控制节点的各种操作，如数据采集、数据处理和通信控制。
无线收发器负责与其他节点进行通信，通过ZigBee协议栈实现数据的传输和接收。
2. 传感器模块：传感器模块负责实时监测环境中的各种参数，如温度、湿度、光照等。
通过与CC2530芯片的接口进行数据传输，将采集到的数据传送给CC2530芯片进行处理和分析。
基于CC2530的ZigBee无线组网温度监测系统的设计
基于CC2530的ZigBee无线组网温度监测系统的设计麦军;邓巧茵;万智萍【摘要】Temperature has a very important impact on life, temperature changinginformation must bemonitoring in real-time. This design uses CC2530 chip as the processor plus CC2591 RF front-end consisting of ZigBee protocol for wireless networks;using DHT11 temperature sensor to collected temperature information and analyzed by LPC1114 chip; the main module receives each node transmits temperature data and then transmitted to PCvia RS232 serial port, PC analysis temperature information and then interact data in the form of chart, enabling users to predicted the changes in temperature trends.%温度对生活有着极其重要的影响,实时监测温度信息的变化成为必须.本设计使用CC2530芯片作处理器加上射频前端CC2591组成ZigBee协议的无线网络通信模块; 使用DHT11温度传感器采集到的温度信息通过LPC1114芯片进行采集并分析;主模块接收各个节点传送回来的温度数据,通过RS232串口传送到上位机,上位机对温度信息进行分析然后把数据以图表的形式进行交互,方便用户查看温度的变化还可预测温度趋势.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(023)022【总页数】5页(P117-121)【关键词】CC2530芯片;ZigBee技术;LPC1114芯片;DHT11温度传感器;实时温度监测【作者】麦军;邓巧茵;万智萍【作者单位】中山大学新华学院信息科学系, 广东广州 510520;中山大学新华学院信息科学系, 广东广州 510520;中山大学新华学院信息科学系, 广东广州510520【正文语种】中文【中图分类】TN919现代生产、生活都与温度息息相关，温度作为人们日常生活指标，影响着人们的行为活动，根据温度高低的不同继而进行应对，温度也影响着各种生命资源的存在，温度是构成地球上多种多样生命的重要因素之一。
基于CC2530的溶解氧无线传感器网络节点硬件设计
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并 为 其 它 模 块 提 供 所 需
电源 电压 。 图 ２ 水质 溶解 氧节点硬件 系统框图
后 的数 据 无 线 传 输 至 该 子 区域 的 汇 聚 节 点 ，汇 聚 节 点 收 到 数 据 信 息后 经过 压缩 、 理 由网 关 上 传 至 远 程 上 位 机 监 控 中 心 ， 而 处 进
收发 等 。Ｃ ５ ０的接 １ Ｃ２ ３ ３电路 如 图 ４所 示 。
比值 ，根 据 需 求 提 供 不 同 电 压 值 ， ＭＳ １ ７将 ６ 电压 转 化 成 Ａ １１ Ｖ
３３ 电压 ， 过 电压 转 换 后 将 电 源 继 续 划 分 成 数 字 部 分 和 模 拟 ． Ｖ 经
部分 供 各 芯 片 、 块 使 用 ， 证 模 拟 电源 、 字 电 源 之 间 互 不 干 模 保 数
顾相 平 金 鹰 巫 忠正 （ 淮阴工学院计算机工程学院， 江苏 淮安 ２３０ ） ２０ ３
摘 要
提 出一 种 基 于 Ｓ ｃ芯 片 ＣＣ ５ ０的 水质 参 数 溶 解 氧 无 线 传 感 器 网络 采 集 节 点 的硬 件 实现 方 案 。 该 设计 方案 主 要 包括 ｏ ２３
数 据 采 集模 块 、 处理 模 块 、 线 通 信 模 块 和 电源模 块 四部 分 。各 模 块 电路 易 于 实现 ， 无 具有 较 强 的 实 用性 和 通 用 性 。 关 键 词 ： 线传 感 器 网络 ， 解 氧 ， Ｃ ５ ｏ 无 溶 Ｃ ２ ３
实 现 数 据 信 息 的监 测 、 控 。 监
２１ 数 据 采 集模 块 ．
基于CC2530的ZigBee无线网络的研究与设计
基于CC2530的ZigBee无线网络的研究与设计基于CC2530的ZigBee无线网络的研究与设计摘要：由于ZigBee技术低成本，低功耗，使其在许多领域得到了广泛应用。
本文讨论了ZigBee协议网络拓扑结构、设备类型和协议架构，介绍了CC2530芯片。
然后我们在Z-Stack网络协议栈的基础上，做了一些测试的内容，如网络通信距离和丢包率的测试。
试验结果表明，ZigBee网络采用CC2530具有通信距离远、通信质量好的优点。
关键词：ZigBee; CC2530; 无线网络测试1导论随着无线通信技术的迅速发展，电力，通信的技术的可靠性和灵活性受到行业及研究员越来越多的重视。
低功耗、低成本、数据传输可靠和灵活的网络布局的特点，ZigBee已经成为最有发展前景的技术，在许多领域得到广泛的应用。
TI 的CC2530是一个真正的系统---专为IEEE 802.15.4、ZigBee、RF4CE和智能能源应用的芯片解决方案。
因此，设计并实现了基于CC2530 的大规模ZigBee网络是非常重要的。
2.ZigBee无线通信技术ZigBee无线通信技术是基于IEEE802.15.4标准的技术。
其良好的抗干扰性能可以帮助它在2.4GHz频段与Wi-Fi、蓝牙，无线USB，家用无线电话和微波炉可靠并存。
2.1 ZigBee网络的拓扑结构和设备类型有三种典型的拓扑结构的ZigBee网络支持：星形，树形和网状形。
我们可以选择的类型根据项目的要求。
ZigBee网络中有三种类型的设备：协调器，路由器和终端设备。
协调器是整个网络的中心，负责网络的建立、管理和维护安装。
它也可以控制监控区域。
路由器负责允许其他设备加入网络，多跳路由，包转发。
终端设备可以加入和离开网络，发送和接收数据，它可以选择不工作。
2.2结构的ZigBee协议ZigBee协议栈由四层组成的，其结构如图1所示。
IEEE802.15.4协议定义了物理层和MAC层，ZigBee联盟定义了网络层和应用层。
基于CC2530的Zigbee无线网络设计与应用
是一个 ＩＥ ０ ．５ Ｅ Ｅ８ ２１ ． 号 。 一种判 定信 道 是否 空 ４信 另
闲 的方法 是载 波检 测 （ ） 和 Ｅ 相 比， ＣＳ中 ， ＣＳ 。 Ｄ 在 工 作 中信 号 的类 型 是确 定 的，如果这 个信 号 是一个
Ｉ Ｅ ０ ． ． 号 ， 么该 设 备可 能会被 判 定为忙 Ｅ Ｅ ８ ２１ ４信 ５ 那
组 网进 行 阐 述 。该 系 统 在 油 田注 水 井 站 点进 行 实 地 应 用 ，性 能 稳 定 可 靠 。 关 键 词 Ｚ ｇ ｅ； 无 线 网 络 ； Ｃ ２ ３ ：设 计 ｉｂ ｅ Ｃ ５０
油 计 量 站 在 原 油 开采 过 程 中 起 着 十 分 重 要
器功 能 ，Ｒ Ｄ 只与协 调器 通信 ，由协 调器 决 定处 埋 Ｆ 所要 做 的事情 。
２ １ 年第 ３ 期 ０２
声学 与 电子工 程
总 第 １７ 期 Ｏ
基 于 Ｃ ２ Ｃ ０的 Ｚ ５ ３ ｂ 线 网络 设 计 与应 用 ｉ ｅ ｇ ｅ无
任 艺
（ 中石化 胜利油 田公 司 东辛采油厂 ，东营 ，２ ７ ０ ） ５ ０ ０
摘要 介绍 ｒ 于 Ｃ ２ ３ 基 Ｃ ５ ０构建 Ｚｇ ｅ 无线 网络 ， ｉｂ ｅ 分别从节 点硬件 设计 、 软件设计 、 数据传输和 Ｚ ｇ ｅ ｉｂ ｅ
４７
任 艺：基 于Ｃ ２ ３ 的ｚ ｇ ｅ Ｙ 线 网络设 计 与应 用 Ｃ ５ ０ ｉｂ ｅｒ ．
４应用情况
系统 已应用 于胜 利 油 田某 计量 站 的井 口注调 设 备 间 ，在 所 需监测 的每个 管道 的智 能流 量测 控仪 上 安 装 一 个 无 线 子 节 点模 块 ，无 线 子 节 点模 块 通 过 Ｒ ４ ５接 口采集智 能流量测 控仪 所测 的流量 与压 力 Ｓ８
无线传感器网络实验报告
无线传感器网络实验报告集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）无线传感器网络实验报告专业计算机科学与技术班级 13级计科1班学号姓名目录实验一 CC2530 I/O基础实验实验二 CC2530按键中断实验三 CC2530定时器的使用实验四串行通信接口发送与接收实验五 Zigbee点到点无线通信实验六 Zigbee串口实验实验七无线温度检测实验实验八 Zigbee组网实验实验一 CC2530 I/O基础实验一、实验目的1.掌握IAR编译软件界面的功能；2.掌握配置通用IO寄存器的方法；3.掌握如何编写代码及程序下载。
二、实验内容1.使用CC2530的IO来控制LED灯循环闪烁；2.判断按键是否被按下，如果按下，改变LED灯的状态，原先亮的灯灭，原先灭的亮，如此循环下去。
三、相关知识点cc2530有21个可编程的I/O引脚，P0、P1口是完全的8位口，P2口只有5个可使用的位。
通过软件设定一组SFR寄存器的位和字节，可使这些引脚作为通常的I/O口或作为连接ADC、计时器或USART部件的外围设备I/O口使用。
2.I/O口特性：(1)可设置为通常的I/O口，也可设置为外围I/O口使用；(2)在输入时有上拉和下拉能力；(3)全部21个数字I/O口引脚都具有影响外部的中断事件也能被用来唤醒休眠模式。
3.I/O端口的寄存器如下：P0：端口0 P1：端口1 P2：端口2 PERCFG:外设控制寄存器 APCFG:模拟外设I/O配置P0SEL:端口0功能选择寄存器 P1SEL:端口1功能选择寄存器P2SEL:端口2功能选择寄存器 P0DIR:端口0方向寄存器P1DIR:端口1方向寄存器 P2DIR:端口2方向寄存器P0INP:端口0输入模式寄存器 P1INP:端口1输入模式寄存器P2INP:端口2输入模式寄存器 P0IFG:端口0中断状态标志寄存器P1IFG:端口1中断状态标志寄存器P2IFG:端口2中断状态标志寄存器 PICTL:中断边缘寄存器P0IEN:端口0中断掩码寄存器 P1IEN:端口1中断掩码寄存器P2IEN:端口2中断掩码寄存器 PMUX:掉信号Mux寄存器OBSSEL0：观察输出控制寄存器0 OBSSEL1：观察输出控制寄存器1 OBSSEL2：观察输出控制寄存器2 OBSSEL3：观察输出控制寄存器3 OBSSEL4：观察输出控制寄存器4 OBSSEL5：观察输出控制寄存器5四、实验步骤1.启动IAR；2.新建一个IAR工作区，或者打开一个IAR工作区；3.连接CC Debugger调试器和ZigBee模块、连接CC Debugger到计算机，安装驱动；4.设置项目参数；5.编写、编译、下载程序。
基于CC2530的ZigBee数据采集系统设计
基于CC2530的ZigBee数据采集系统设计一、概述随着物联网技术的快速发展，无线通信技术在数据采集领域的应用日益广泛。
ZigBee作为一种低功耗、低成本、短距离无线通信技术，在智能家居、工业自动化、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
基于CC2530的ZigBee数据采集系统，充分利用了ZigBee技术的优势，实现了高效、稳定的数据采集与传输功能。
本系统以CC2530芯片为核心，构建了一个完整的ZigBee无线通信网络。
CC2530芯片是德州仪器（TI）公司推出的一款基于8051内核的无线单片机，具有高性能、低功耗的特点。
通过CC2530芯片，系统可以实现数据的采集、处理、传输以及网络管理等功能。
在数据采集方面，系统通过外接传感器实现对温度、湿度、光照等环境参数的实时监测。
传感器采集到的数据经过CC2530芯片处理后，通过ZigBee网络传输至协调器节点，再由协调器节点将数据上传至上位机或云端服务器进行进一步的分析和处理。
本系统还具备网络管理功能，可以对ZigBee网络进行配置、监控和维护。
通过上位机软件，用户可以实时查看网络状态、节点信息以及采集到的数据，并进行相应的操作和管理。
基于CC2530的ZigBee数据采集系统以其高效、稳定、低功耗的特点，在物联网领域具有广泛的应用价值。
本文将对系统的硬件设计、软件编程以及实现过程进行详细阐述，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
1. ZigBee技术概述《基于CC2530的ZigBee数据采集系统设计》文章“ ZigBee技术概述”段落内容ZigBee技术是一种专为短距离、低速率无线通信设计的协议，它基于IEEE 4标准，具有低功耗、低成本、高可靠性及高安全性等特点。
该技术最初被称为“HomeRF Lite”和“FireFly”，后统一命名为ZigBee，其命名灵感来源于蜜蜂通过Z字形飞行交流食物源信息的自然现象。
ZigBee技术广泛应用于智能家居、工业自动化、农业智能化等领域，在这些领域中，ZigBee技术以其独特的优势，为数据采集和传输提供了高效的解决方案。
基于CC2530的无线传感器网络网关节点的设计
基于CC2530的无线传感器网络网关节点的设计陈克涛;张海辉;张永猛;张杰;吴婷婷【摘要】[目的]针对现有农业环境监测网关设备开发成本高、系统功耗大、操作复杂等不足,设计开发一种用于农业环境监测的无线传感器网络网关节点.[方法]网关节点以低功耗芯片CC2530为核心处理单元,通过外围状态指示电路、电源管理模块等,完成ZigBee网络组网和监测节点数据收集及处理功能;同时通过串口方式连接SIM900A模块,采用GPRS方式将监测数据上传至中心服务器.最后在农田进行了监测数据误包率与信号接收强度测试,并通过实地部署试验验证了系统的稳定性及可靠性.[结果]所设计的网关节点能实现4种农业环境数据的采集,节点间距小于120 rn时数据传输误包率低于1％,监测数据在30 d农田试验期内连续变化,可长时间上传至服务器,且稳定性、可靠性良好.[结论]所设计开发的基于CC2530的网关节点具有丢包率低、运行稳定可靠的特点,能够满足多种农田环境因子的监测需求,具有良好的应用前景.【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(042)005【总页数】6页(P183-188)【关键词】无线传感器网络;农业环境监测;网关节点;CC2530【作者】陈克涛;张海辉;张永猛;张杰;吴婷婷【作者单位】西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S126;TN915.05农田环境信息获取是精准农业技术发展的重要分支之一，其要求以低成本、高准确度与高密度的信息技术获取土壤信息、作物信息以及农田微气象信息[1]。
而无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成[2]，具有组网灵活、部署方便、抗毁性强、动态性高、多跳路由和多路径数据传输等特点[3-4]。
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基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点①章伟聪，俞新武，李忠成(浙江万里学院智能控制研究所，宁波 315101)摘 要：针对智能家居、环境监测等的实际要求，设计了一种远距离通讯的无线传感器节点。
该系统采用集射频与控制器于一体的第二代片上系统CC2530为核心模块，外接CC2591射频前端功放模块；软件上基于ZigBee2006协议栈，在ZStack通用模块基础上实现应用层各项功能。
介绍了基于ZigBee协议构建无线数据采集网络，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、通讯可靠,通讯距离较TI第一代产品有明显增大。
关键词：传感器节点；CC2530；ZigBee；CC2591；无线传感器网络Wireless Network Sensor Node Design Based on CC2530 and ZigBee Protocol StackZHANG Wei-Cong, YU Xin-Wu, LI Zhong-Cheng(Intelligent Control Research Institute, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315101, China)Abstract: According to the actual needs of intelligent household, environmental monitoring etc, this paper designed a wireless sensor node of long-distance communication system. This system used the second SoC CC2530 set in RF and controller chips as the core module and externally connected with CC2591 RF front-end power amplifier module. Based on ZigBee2006 in software agreement stack, it realized each application layer function based on ZStack. It also introduced wireless data acquisition networks based on the ZigBee agreement construction, and has given the hardware design schematic diagram and the software flow chart of sensor node, synchronizer node. The experiment proved that the node is good in performance and the communication is reliable. The communication distance has increased obviously compared with the first generation TI product.Key words: sensor node; CC2530; CC2591; wireless sensor networksZigBee[1]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等。
传感器网络节点是无线传感器网络的基本构成单位,主要负责对周围信息的采集和处理,并发送自己采集的数据给相邻节点或将相邻节点发过来的数据转发给协调节点或更靠近协调节点的节点。
无线传感器网络的节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块构成。
但早些设计的传感器节点的处理器模块多数采用TI第一代产品如CC2430, CC2420,CC1110等,存在无线通讯距离短,通讯可靠性不能保证等缺点,一般传输距离都在100M内,有的不到50M[2]。
本文采用TI公司最新的第二代片上系统CC2530,相比以前的产品,CC2530具有更卓越的RF性能,可编程的256KB闪存,更小的封装尺寸和IR产生电路,支持多种协议如ZigBee PRO、ZigBee RF4CE等;所设计的传感器节点在视野好的空旷室外传输距离可达400M以上[3]。
①基金项目:宁波市高校研发资助项目(2009B20081);浙江省教育厅项目(Y200804562);宁波市自然科学基金(2009A610173);宁波市创新创业基金(2009B31010)收稿时间:2010-10-19;收到修改稿时间:2010-11-24184 经验交流 Experiences Exchange1CC2530及ZigBee协议栈体系结构CC2530[4]是德州仪器(TI)日前推出的完整的用于2.4GHzIEEE802.15.4/RF4CE/ZigBee的第二代片上系统解决方案。
它结合了高性能的2.4GHzDSSS(直接序列扩频)射频收发器和一个高性能低功耗的8051微控制器,用于搭建功能健全价格低廉的网络节点。
CC2530在单个芯片上集成了IEEE802.15.4标准2.4GHz频段的RF无线电收发机,具有优良的无线接收灵敏度和抗干扰性。
四种工作模式;具有32KB/64KB/128KB/ 256KB的可编程FLASH和8KB的RAM;集成了8通道12位模数转换的ADC;128位AES加密解密安全协处理器;看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器; 6mm×6mmQFN40引脚封装,及1个符合IEEE802.15.4规范的MAC计时器,1个常规的16位计时器和2个8位计时器,2个USART接口,21个可编程I/O引脚;硬件支持CSMA/CA功能;允许工作电压(2.0 V～3.6V),工作温度:-40℃～125℃;具有数字化RSSI/LQ支持和强大的DMA功能;具有电池监测和温度感测功能。
前置频率范围:fc=2394MHz to 2507MHz,频率分辨率为1MHz,数据传输速率:250kbps,在TA=25℃ and VDD=3V,从休眠状态到激活只需要4?s,而激活状态下接受或发送数据只需要0.5ms,接收灵敏度-97dBm,RF 发送的输出功率为4.5dBm，CC2530的从休眠模式转换到主动模式的超短时间特性,能耗特小，特别适合那些要求电池寿命非常长野外使用。
ZigBee协议结构在采用OSI七层模型的基础上可根据应用的实际需要定义,其通讯基础是IEEE802.15.4标准,该标准定义了物理层(PHY)和媒体访问控制层(MAC)的标准;ZigBee联盟则定义了ZigBee协议的网络层(NWK)、应用层(APL)和安全服务规范[1,5,6]。
其协议栈的体系结构如图1所示。
图1ZigBee协议栈的体系结构模型图在ZigBee协议栈中,任何通信数据都是采用帧的格式来组织完成的,协议的每一层都有特定的帧结构。
当应用程序需要发送数据时,将通过应用支持子层（APS）数据实体发送数据请求到APS,下面的每一层都会为数据附加相应的帧头,组成要发送的帧信息。
TI/Chipcon公司在IEEE802.15.4标准和ZigBee联盟所推出的ZigBee2006规范的基础上,发布了全功能的ZigBee 2006协议栈,并通过了ZigBee联盟的认证。
该协议栈全部用C语言编写,免费提供给用户,同时向后兼容。
该协议栈在结构上分为应用层、网络层、安全层、MAC层和物理层,每一层的函数都严格按照ZigBee协议栈IEEE802.15.4标准和ZigBee2006规范所规定的原语格式编写。
同时,在协议栈内部还嵌入了一个操作系统,用于对任务进行统一的调度.对于用户而言,只需要了解应用层函数并进行恰当的调用,就可以构建功能完善、性能稳定的ZigBee无线网络[7]。
2系统方案设计ZigBee无线网络支持星形、树状和网状拓扑结构,星形结构连接方式比较简单,只能组建包含较少节点的无线网络,各个传感器节点通过协调器实现网络连接。
本设计采用星形结构,由一个协调器（整个网络的传输与控制中心）节点,路由器和若干传感器节点组成,整个无线传感器网络系统结构如图2所示。
图2无线传感器网络体系结构系统采用RS232连接协调器与PC机,同时使传感器节点或路由器连接温度、湿度和光敏电阻等传感器来监测房间、大棚、实验室或温室环境。
系统的整体工作过程如下:首先由协调器节点成功创建ZigBee网络,然后等待传感器节点加入。
当传感器节点及传感器上电后,会自动查找空间中存在的ZigBee网络,找到后即加入网络,并把该节点的物理地址发送给协调器。
协调器把传感器节点的地址信息等通过串口RS232发送给PC机进行保存。
当PC机想要获取某一节点处的传感器节点值时,只需要向串口发Experiences Exchange 经验交流185186 经验交流 Experiences Exchange送相应传感器节点的物理地址及测量指令,协调器通过串口从PC 机收到物理地址后,会向与其相对应的传感器节点发送数据,传达测量指令。
传感器节点收到数据后,通过传感器测量数据,然后将测量结果发送给协调器,并在PC 机端进行显示。
3 系统硬件设计本设计传感器模块采用数字式传感器SHT11来采集温度、湿度数据,该传感器具有相对湿度和温度一体测量、超快的响应时间等优良特性。
对台灯和窗帘的控制是通过继电器TQ2-3V 来实现的;处理器模块和无线通信模块采用CC2530芯片外加低功耗射频前端CC2591,用来放大输出功率,大大简化了射频电路的设计;能量供应模块采用2节可充电干电池,负责为系统提供能量。
CC2591是TI 公司推出的一款高性能、低成本的RF 前端,集成了开关,电感器,平衡/不平衡网络,交换机,匹配网络,PA 功率放大器等功能。
可将输出功率提高+22dBm,接收灵敏度提高+6dB 。
CC2591可与TI 公司的所有2.4GHzRF 收发器、发送器和SoC 连接,大大改善了RF 性能,实现用极少的外围电路实现高输出功率。
3.1 协调器节点设计图3 协调器节点硬件框架图协调器节点负责调度各传感器节点工作,其运行直接影响系统的稳定性。
协调器节点采用CC2530F256芯片,该芯片具有256KB 可编程闪存,设有串口模块、OLED 显示模块、LED 指示灯、晶振模块,电源模块、CC2591模块。