ZigBee技术的无线温度测量系统设计0引言随着现代工业自动化技术的不断进步，ZigBee无线通信技术的发展日益成熟，其被广泛应用于无线传感器测量网络、工农业监控、智能交通、智能家居等众多领域。ZigBee无线通信技术的低功耗、短距离、低成本、布网灵活等特点十分适用于需要自动连续采集数据、局域分布测量、大范围联网数据处理的测量场合。传统的有线温度采集系统，布线纷繁复杂，系统容易老化，成本高，灵活性差，不具有可移动性，而无线温度采集传输系统能解决这些问题，并能节约人力资源。利用无线温度采集传输技术还可以减少工作人员的人身危害，不用他们冒险就可以采集到现场的温度。本文设计了一种基于ZigBee无线通信技术的温度测量系统，实现了节点间的无线通信，同时上位机对温度信息开展收集，并开展统一管理。该系统扩展性好，维护方便。1系统总体方案设计由于zigbee网络拓扑构造有星形，树形，网状3种模式，按照网络节点功能划分可分为终端节点（ep）、路由器节点（rp）和协调器节点（cp）3种。其组织构造如图1所示。图1ZigBee网络拓扑构造其中，协调器节点负责发起并维护一个无线网络，识别网络中的设备参加网络；路由器节点支撑网络链路构造完成数据包的转发；终端节点是网络的感知者和执行者，负责数据采集和可执行的网络动作。这就要求ZigBee网络节点需扮演终端感知者、网络支持者、网络协调者3种角色。在本设计中，考虑到各种局限，采用星型构造，整个系统有若干个终端节点，一个协调器节点，没有路由节点。系统的总体构造框图如图2所示。图2多点无线温度测量系统框图终端节点将采集到的温度信息无线传输给协调器节点协调器节点负责管理所有与之相连的终端节点，负责与之组网，并承受来自终端节点的温度信息以及终端节点的信息并将所有的信息传送给PC机，显示给用户。对于一些控制系统，PC机还可以针对不同的应用情况开展分析从而做出不同的控制。2终端节点设计终端节点利用数字温度传感器DS18B20采集温度信息，将温度信息送交微控制器CC2480开展初步处理，通过CC2480芯片中集成的RF射频天线将温度信息以及发送端的信息传送给协调器节点。功能上主要有3个模块：温度采集模块，微控制模块，无线通信模块。其对应的硬件模块如图3所示。图3终端节点硬件设计2.1温度采集模块温度采集模块实现从环境中采集温度信息。由于CC2480芯片里集成的模拟温度传感器精度不高，需要人工校准，故本设计采用数字温度传感器DS18B20与CC2480实现温度传感应用。DS18B20是美国Dallas半导体公司推出的一种智能数字温度传感器。它能够直接读出被测温度，并可根据实际要求通过编程实现9~12位的数字值读数方式，可以测量-55℃~+125℃的温度，在-10℃~+85℃温度范围内具有±0.5℃精度。从DS18B20读出信息或是写入DS18B20信息仅需要1根口线（即单总线接口）。温度变换、读取等所需的能量由总线提供，无需外接电源。使用DS18B20可以节省系统资源、使系统构造更趋简单，可靠性更高，更节能，更适用于温度缓变场所的长时间温度监测2.2微控制模块微控制模块实现对温度信息的预处理以及将温度信息发送给协调器节点。微处理器是基于TI公司生产的CC2480芯片。该CC2480芯片是TI公司在20**年4月30日推出的首款经ZigBee的新Z-Accel系列网络处理器，是基于IEEE802.15.4/ZigBee无线通信协议的无线传感器网络的集成芯片。CC2480芯片内嵌入高性能和低功耗的8051微控制器核，集成了符合IEEE802.15.4/Zig-Bee标准的2.4GHz频段的RF无线电收发模块，还集成了12位的模数转换ADC模块，具有电池检测和温度传感功能，具有串口等丰富的接口资源。它能够简化设计，缩短开发时间。图4所示是CC2480外围电路图。图4CC2480外围电路图3协调器节点设计协调器节点主要功能：接收来自发送端的温度数据信息和发送端的节点信息，并对信息开展处理，接收端将处理好的信息传送给上位机开展显示。功能上主要有：无线通信模块，微处理模块，串口通信模块。对应的硬件图如图5所示。图5接收部分系统框图。3.1无线通信模块CC2480无线模块主要由电源、复位电路、串口连接电路和无线收发电路组成。TTL电平与PC机的RS232电平并不是兼容的，故...