基于zigbeeCC2530的数据采集与传输系统的设计

摘要随着网络的飞速发展,人们呼吁快速便捷的网络的呼声也越来越来强烈,无线网络必定是未来世界的网络主要发展方向。而3G时代无线应用的日渐丰富,以及无线终端设备的层出不穷,对于无线网络,尤其是基于802.11技术标准的Wi-Fi无线网络,802.11n产品技术应用逐渐成为市场主流应用。ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。它是一种介于无限标记技术和蓝牙之间的技术提案,主要用于近距离无线连接。自己在学校学习期间熟悉了通信原理,简单的单片机知识,c语言编程等等。这些都能在这次的srtp里面得到体现。我们本次srtp重点研究了zigbee无线组网,结合TIz-stack无线传感协议,在cc2530芯片的基础上实现温湿度光敏等数据的无线监测,通过此次设计过程来验证zigbee无线网络的便捷性。关键词无线网络zigbee数据监测第一章绪论1课题背景机车在做牵引试验时,需对机车上的试验数据进行采集与传输系统,目前还是通过有线方式实现数据的采集与传输,由于线缆本身十分笨重,占用空间多,这就使得每次牵引试验时,不但接线非常繁琐,而且费时费力。又由于受到振动,连接电缆易损坏或者断线,大大影响了数据采集的可靠性。针对目前牵引试验数据采集与传输系统存在的不足,拟采用无线传感器网络来实现牵引试验数据的采集与传输。该系统采用无线传感器网络节点构成测量系统。由于该系统取消了常规的测量接线,采用无线传输采用由无线传感器节点构成的无线传感器网络,来实现机车牵引试验时,试验数据的采集与传输。所以采用ZigBee无线通信技术实现数据的无线传输。采用软测量方法实现试验数据的检测。测量数据,大大减少了试验所需的连线。提高了试验效率和试验的灵活性。本文通过对ZigBee无线网络的讨论,重点研究了无线传感器网络节点设备。无线技术在传感监测领域有自己独特的优势,传统的有线通信方式因为其成本高、布线复杂,已经不能完全满足人们的应用需求了。由此,无线通信技术应运而生。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技术则主要针对低成本、低功耗和低速率的无线通信市场,具有如下特点:功耗低:工作模式情况下,ZigBee技术传输速率低,传输数据量很小,因此信号的收发时间很短,其次在非工作模式时,ZigBee节点处于休眠模式。设备搜索时延一般为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式,使得ZigBee节点非常省电,ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时,由于电池时间取决于很多因素,例如:电池种类、容量和应用场合,ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用,碱性电池可以使用数年,对于某些工作时间和总时间(工作时间+休眠时间)之比小于1%的情况.数据传输可靠:ZigBee的媒体接入控制层(MAC层)采用talk-when-ready的碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下,当有数据传送需求时则立刻传送,发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息,并进行确认信息回复,若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞,将再传一次,采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突。同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。网络容量大:ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件:全功能器件(FFD)和简化功能器件(RFD)。对全功能器件,要求它支持所有的49个基本参数。而对简化功能器件,在最小配置时只要求它支持38个基本参数。一个全功能器件可以与简化功能器件和其他全功能器件通话,可以按...

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