基于Zigbee的无线温度采集系统设计

单位代码：005分类号：TP延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）题目：基于ZigBee的无线温度采集系统设计专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师：职称：讲师毕业时间：二〇一三年六月延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）I基于Zigbee的无线温度采集系统设计摘要：本设计为基于STC89C52利用ZigBee无线通讯技术完成的温度无线采集系统。温度传感器采集来的数据，通过单片机做数据处理并利用ZigBee的无线发送模块，将温度信息发送出去。经过ZigBee接收模块接收数据，再通过单片机做数据处理，将温度信息通过显示屏显示出来，从而完成温度的无线采集。关键词：ZigBee；STC89C52；无线温度采集；延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）IIWirelesstemperatureacquisitionsystembasedonZigBeeAbstract：ThedesignfortheSTC89C52usingZigBeewirelesscommunicationtechnologytocompletethewirelesstemperatureacquisitionsystembasedon.Thedatacollectedbytemperaturesensor,andusesthewirelesstransmissionmoduleZigBeethroughthesingle-chipmicrocomputerfordataprocessing,thetemperatureinformationissentout.AftertheZigBeereceivingmodulereceivesthedata,anddataprocessingbytheMCU,thetemperatureinformationisdisplayedthroughthedisplayscreen,soastocompletethewirelessacquisitiontemperature.KEYWORDS:ZigBee；STC89C52；wirelesstemperatureacquisition延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）III目录1概述..................................................................................................................................11.1选题背景...............................................................................................................11.2选题研究的目的和意义.......................................................................................12方案选择..........................................................................................................................12.1传感器的选择........................................................................................................22.2主控部分的选择....................................................................................................22.3系统整体介绍........................................................................................................33系统的硬件设计..............................................................................................................33.1传感器DS18B20温度传感器................................................................................33.2ZigBee协议..........................................................................................................43.2.1ZigBee概述...............................................................................................43.2.2ZigBee网络基础.......................................................................................63.2.3工作模式.....................................................................................................73.2.4ZigBee无线组网及数据通信..................................................................73.3CC2530芯片............................................................................................................83.3.1CC2530概述...............................................................................................83.3.2CC2530芯片的主要特点..........................................................................83.4STC89C52单片机的介绍......................................................................................93.512864液晶显示................................................................................................124主程序的设计................................................................................................................124.1.系统测试.............................................................................................................134.1.1系统测试步骤...........................................................................................134.1.2系统的硬件测试、协议栈的测试、液晶的测试..................................134.1.3系统测试结果分析...................................................................................145总结................................................................................................................................14参考文献............................................................................................................................15致谢................................................................................................................................16延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）11概述1.1选题背景温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。1.2选题研究的目的和意义无线网络技术按照传输范围来划分，可分为无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线个人域网。无线个人域网即短距离无线网络，典型的短距离无线传输技术有：蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、WiFi等。在工业控制、家庭自动化和遥测遥感领域，蓝牙（Bluetooth）虽然成本较低，成熟度高，但是传输距离有限，仅为10米，可以参与组网的节点少。WiFi虽然传输速度较快，传输距离达到100米，但是其价格偏高，功耗较大，组网能力较差。相比之下ZigBee技术具有低成本、低功耗、近距离、短时延、高容量、高安全及免执照频段等优势，广泛应用于智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用等领域。2方案选择温度检测系统有则共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。这样，由于各种因素会造成检测系统较大的偏差；又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响，会使检测系统的稳定性和可靠性下降。所以温度检测系统的设计的关键在于两部分：温度传感器的选择和主控单元的设计。温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大，也高居各类传感器之首。延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）22.1传感器的选择方案一：采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。方案二：采用单片模拟量的温度传感器，比如AD590,LM35等。但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转换后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂。另外，这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器，不能进行多点测量。即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。方案三：采用数字温度传感器DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制