PDF《gBee和MSP430的商场无线测温系统的设计》

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4 本方 案完成 Z i g B e e 网络 数据传 输 的无 线 收发模块 体积 小、功耗低 , 与微 控制器 连接 简单 , 适合 承担无 线传感器 网络 的节 点的数据传 输任 务.2ZigBee无线测温系统总体实现方案本文 通 过采 用MS P

4 3 0单 片机 + C C

2 4

2 0无 线收 发模 块 结构 搭建 了一个 传感 器 网络 . 系统总体 结构 如图2所 示,主要由测温 点、终端 节点 、 协调器和 上位 机 4个 部 分组 成 .温 度检 测系 统 以单 片机 为核 心,能对 温度 进行实时控 制 检测 . 根据 实际要 求在 商场每 层部 署多个 温度 传感 器,由单片机 采 用总线方 式控制 传感器 的工作 , 通过 R F 无 线收 发器组 成Z i g ― Be e s t a r ( 星型) 射频 网络将 检测 单 元测 量 结果 无线 传送 到中心汇 聚节 点( 协 调器) , 中心节 点 将结 果通 过485总线经 由上 位机 显示 出来 , 而 且可 以利 用 复杂 的star拓扑结 构实现 多机 互联 , 用来 检测多点温 度,进行 统 一观 察 .整 个 系统 中协 调 器主 要负 责建 立ZigBe e网络 和接 收 各个 终 端节 点 的数 据,再上传 送到上 位机 ;

各个 终端节 点 负责采 集温度 数据 并传 送给协调器.为降低成本 , 系 统中大部分传 感器终端 节点作 为子节点 , 从组 网通 信上 ,它只是其 功能 的 一个 子集 ,称为半 功能 设备 ( R F D ) ;

而协调器 节点 , 控 制子 节点通 信、汇集数据 和发布 控制,或起到通信路由作用,称之为全功能设备(FFD).3系统芯 片选 型、协调器硬 件结构

3 .

1 芯 片选 型考虑AVR、

8 0

5 1 和MS P

4 3

0 单 片机 等在 功耗 、 性价 比、 外围电路和数 据处理速 度等方 面不 同优 势, 选用l6位超低功耗 单片机MSP430F449,其资源丰富,数据处理速度快,功耗远低于其它系列 产品, 并且在恶劣 条件下工 作性 能较 稳定 . 比较 n R F

4 0

1 、 C C1

0 0

0 、 C C

2 4

2 0和CC2430四款无 线收发 芯 片在发射 功率 、接 收灵 敏度 、收 发芯片所 需 的外 围元件数 量、片成本 和数据传 输等 方面优缺 点,选取 T I 公司 C C

2 4

2 0 芯 片来实现 Z i g B e e的应用 .虽然 C C

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3 0集成 了8051MC U, 较CC2420性能更好 , 但MS P

4 3 0单 片机处理速 度和超低 功耗 等方面的优势更适合本系统的需求.C C

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2 0 包括了2.4GHzDS S S 射 频收发 器, 其休眠模 式和转换 到主动模式 的超 短 时间特性 , 满足 无线传 感器 网络 对低成本 、 低功耗 的要求 , 适合WSN的应用.温度传感器选用 D AL L AS 公司 D S

1 8 B

2 0 芯片, 采用

1 - wi r e 单总线的传输方式,单 根信号线既传输时钟又传输数据.数字式传 感器 , 使节 点体积 小、功耗低和 外 围电路简单 . 考虑 单 片机数 据驱 动能 力不足 而且上 位机和 单片机 之 间双 向通信 , 选取双 向通信存 储芯 片作为数据 缓冲 电路 ,不仅增 强驱动 能 力且布 线方便 .外扩存储 芯片确 保有足 够的空 间存 储协议栈 和单总 线器件 自身所 带的 R O M 序列号等 .

3 .

2 协调器结构所有传感器 节点 中, MS P

4 3

0 模块为 中心模块 , 通过I / O或SPI141/8【] ) S1

8 B2 0卜一 ― ―_

1 7 J TAG ― ― ― ― I AA … P Z ~

5 I / O P

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3 P

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0 ~ P

3 7 P

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0 p9

1 P2

6、P2 .

7 S TE P

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