基於ZigBee技術的溫濕度數據採集係統設計

0 引言

隨著計算機網絡技術及無線移動通信技術的迅速發展，各種新的無線網絡通信技術不斷湧現，如GSM,3G等無線移動通信技術以及藍牙、WiFi等無線局域網技術，它們越來越被人們所熟悉和應用。然而，這些技術的設備係統非常複雜，且功耗較大、成本很高，不便於在一些低數據速率和通信範圍較小的場合使用，例如數據採集係統、智能家居等領域。近年來，無線傳感網的出現為這些問題帶來了更好的解決方法，其中ZigBee作為一種低複雜度、低功耗、低成本的低速率無線連接技術越來越被人們所重視，開發應用ZigBee技術的無線設備已成為業界的一個熱點。本文設計一種基於ZigBee的溫濕度數據採集係統，利用CC2430通信模塊組建小型無線傳感器網絡，並實現了傳感器網絡的軟硬件設計。其算法經幹擾環境下測試錶明，網絡具有較強的魯棒性和自組能力。

1 ZigBee技術及CC2430簡介

1.1 ZigBee技術

ZigBee技術是一種新興的近距離、低複雜度、低功耗、低數據速率和低成本的無線網絡技術。它是介於無線標記技術和藍牙之間的技術，主要用於近距離無線連接。一般而言，隨著通信距離的增大，設備的複雜度、功耗以及係統成本都在增加。相對於現有的各種無線通信技術，ZigBee技術是最低功耗和最低成本的技術。由於ZigBee技術的低數據速率和通信範圍較小的特點，決定了ZigBee技術適合於承載數據流量較小的業務。所以ZigBee聯盟預測的主要應用領域包括工業控製、消費性電子設備、汽車自動化、農業自動化和醫用設備控製等。

1.2 CC2430芯片

該設計的微處理器使用TI公司的CC2430,它可用於2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee的片上係統解決方案。CC2430內部整合了IEEE80 2.15.4標準的2.4 GHz的RF無線電收發機、內存和微控製器。它使用一個8位MCU（8051），有128 KB的可編程閃存和8 KB的RAM,同時還包含ADC、定時器、AES-128協同處理器、看門狗定時器、掉電檢測電路等。CC2430芯片採用0.18μm CMOS工藝生産，封裝尺寸僅7 mm×7 mm.微處理器全速工作頻率為32 MHz,在接收和發射模式下，電流損耗約為27 mA.CC2430的休眠模式以及其從休眠模式轉換到工作模式的超短時間（在微秒級）的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。

2 數據採集係統總體架構
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