基于ZigBee技术的传感器检测系统设计与实现王辉林，李莎莎（山东理工大学机械工程学院测试与精密仪器实验室，山东淄博255049）摘要：介绍了基于ZigBee技术的传感器检测系统的系统构成，成功的组建了传感器虚拟测量平台。本系统通过发送模块发送传感器检测的数据，以ZigBee协议进行无线传输，由接受模块接受发送的数据,再将采集到的数据通过A/D转换经串口送入计算机，然后通过采用虚拟仪器技术的检测系统对数据进行处理分析以及显示等。由于本系统采用无线传输可应用于环境比较复杂的检测场所及自动控制等领域。关键词：传感器检测系统；ZigBee协议;虚拟仪器技术：TP393当前，计算机技术、通讯技术和传感技术可以说是电子信息的三大技术，也是测控系统必不可少的应用技术。随着社会的发展和工业生产的进步，检测系统已经应用于机械加工，桥梁建筑，军事防御，自动控制及环境检测等领域，并且应用范围及领域将进一步扩大。传统的监测系统一般是根据被测量的需求选用合适的传感器，由传感器检测的数据通过有线传送到数据采集装置，由专用设备或计算机对数据进行分析处理。当被测量的场所较简单舒适，易于布线时，此类检测系统可以满足测量应用的需要，但是对于环境较恶劣监测场所较复杂，布线较困难，人员不宜于长期驻留的测量场所，此类监测系统的应用就会受到很大程度的限制。基于上述考虑，我们搭建了这套基于ZigBee技术的无线传感器检测系统，以满足应用的需要。1无线通讯协议的选用新一代的无线传感器网络将采用802.15.4(ZigBee)协议。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。此外，ZigBee技术还有较强的的抗干扰特性。此特性主要是指抗同频干扰，即来自共用相同频段的其他技术的干扰。对于同频干扰的抵御能力是极为重要的，因为它直接影响到设备的性能。ZigBee在2.4GHz频段内具备强抗干扰能力就意味着能够可靠地与Wi－Fi、蓝牙、WirelessUSB以及家用的无绳电话和微波炉共存。在工业领域，利用传感器和ZigBee网络，可使数据的自动采集、分析和处理变得更加容易；可以作为决策辅助系统的重要组成部分，例如危险化学成分的检测、火警的早期检测和预报，高速旋转机器的检测和维护。这些应用不需要很高的数据吞吐量和连续的状态更新，重点在于低功耗，可最大程度地延长电池的寿命，减少检测和维护。减少ZigBee网络的维护成本。正是基于ZigBee技术如此多的优点，考虑到实际情况我们采用了ZigBee无线通讯协议。2系统总体设计方案本检测系统总体结构框图如图1所示。由传感器检测到的数据经信号调理电路(包括信号的放大、滤波等)后经A/D转换进行数据采集。采集到的数据通过无线发射模块对数据进行传送，由无线接受模块负责对发送的数据进行接收，接收到的数据经串口送入计算机由基于LabVIEW的软件系统进行进一步处理及数据显示。图1传感器检测系统总体结构Fig.1StructureofSensormeasurementSystem3系统硬件设计及实现系统硬件设计主要包括传感器信号的调理电路设计，A/D转换及其数据采集的硬件选用及控制电路，无线通讯模块的电路设计等。其中A/D转换及其数据采集与无线通讯模块设计于同一块电路板上。3.1传感器调理电路设计由于本系统采用了四种不同类型的传感器来检测所需要的信号，因其检测原理不同，其调理电路也各不相同，但大都由放大电路及滤波电路构成。经调理电路输出的后的数据电容式压力传感器热电偶加速度传感器转速传感器传感器调理电路无线发射模块无线接收模块计算机人机接口A/D转换数据采集ZigBeeRS232将进行模/数转换及数据采集，为数据收发做准备。3.2A/D转换及其数据采集本系统采用STC12LE5412A单片机实现A/D转换及其数据采集的控制部分。STC12LE5412A系列单片机是单时钟／机器周期（IT）的兼容8051内核单片机，是高速／低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线／精简指令集结构，内部集成MAX810专用复位电路。STC12LE5412A单片机属于增强型的8051单片机，编程、外围电路设计、和其它硬件兼容性方面都比较优秀，它又集成了看门狗,增加了安...