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基于ZigBee的无线温湿度采集系统设计


CC2530核心电路设计
D
CC2530
AVDD5/AVDD_SOC
3 系统硬件设计
AVDD_GUARD
XOSC32M_Q2
XOSC32M_Q1
DCOUPL
A
A
A
A
RBIAS V
V
V
V
G P2_3 P2_4
RF_N RF_P
3.2 协调器电路设计
D
D
D
D
N
D
D
D
D
D
4
1
2
3
4
3
4
2
2
3
3
2
2
3
2
2
2
2
N 0
D
K
P
G
5
4
3
2
1 N PWR2.5 DCIN POWER
D
Debug
P
8
9
7
5
3
1
G
N 1
1
3
2 0
8
6
4
2
D
DHT11
VCC_IN
VDD_3V3
P1_7MISO
P1_6MOSI
P1_5/SCLK
P2_1/DD
VDD_5V
VDD_3V3
Battery
B
T
Header
3X2
P
Power
6
5
3
1
系统初始化
执行操作系统
2014-11-13
4 系统软件设计
开始 Y
macEventLoop() N nwk_event_loop()
本任务当前 最高优先级事件
Y
Z-Stack中操作系 统是基于优先级的轮转 查询式操作系统,执行 流程图如右图:
本任务当前 最高优先级事件
N Y Hal_ProcessEvent() N Y APS_event_loop() 系统消息事件 LED闪烁事件 键盘事件 本任务当前 最高优先级事件
2
1
0
0
3
2
3
2
6
5
1
9
8
7
4
1
G
N
D
G
N
G D
N
1
C
D 5 R
0
3
6 1
0
K
n
F
G
N
D
G
N
1
C18
u D
F
1
C
0
4
0
n
G
F
N
D
2
C17
2 1
C10
1
C
7
8
8 9
p
p
p
F
3
Y F
F
2
G
1
M N
D
1 C 1
G 0
5
N
0
n
D
F
2
C16
7
G
p N
F
D
2
C
2
6
0
p
G
F
N
D
1 32.768K
C15
2
5
p
F
Y
G
2014-11-13
1 绪论
1.2 系统设计思路
ZigBee系统设计思路如下图:
温湿度采集系统
系统硬件设计
系统软件设计
协调器 节点电 路设计
路由器 节点电 路设计
采集 节点电 路设计
系统 协议 设计
系统 网络 设计
设备 通信 设计
DHT11 上位机 数据采 软件 集设计 设计
2014-11-13
1 绪论
1
2
3
4
5
6
7
8
1
R
1
R
1
R
1
R
K 7
K 6
K 5
K 4
N
D
P
R12
R11
R10
PWR
D
D
D
3 3
2
1
1
1
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
0
1
C
0 5
G
0 N
1 n
C
1
2
0 6 F
D
0
n
1.5K
2
2
F
0
0
G
3
Y
N
VDD_5V
P0_7
P0_6
P0_5
P0_4
P0_3/TX
P0_2/RX
P0_1
P0_0
RESET
VCC_IN 2
1.3 C008搭载ZigBee网络实现方案
ZigBee协调器采集的数据传给C008终端,C008终端再 通过C008基站上传到PC机,实现网络的大范围远程监控, 网络如下图:
PC机
网口
ZigBEE网络 C008终端 C008终端
网口
ZigBEE网络
网口
ZigBEE网络 C008终端 C008基站
网口
2
N
D
1 C 1
G 7 0
N
0
n
D
F
1
C14
5
G
G
p N
N
F
D
D
2
L
1
C11
n 2
p
H G
F N
D
2
L
1
C12 2.2uF
C 2
L
n 3
p 8
n 1
H
F H
2.2pF
C13
1
VDD3V3
2 SMA
G
N 3
D
4
5
2014-11-13
底 CC2530_IO VDD_3V3 P2_2/DC P2_1/DD P2_0 P1_7MISO P1_6MOSI P1_5/SCLK P1_4/CSN P1_3 P1_2 P1_1 P1_0 PL2303 板 VDD_5V VDD_3V3 Key&LED C 2 1 R 1 R 1 R 0 3 2 0 0 1 K K K R R 1 9 8 0 0 P n P0_3/TX P0_2/RX 1 F 1 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 G 0 P0_5 P0_4 RESET N 4.7K 4.7K D P2_2/DC P2_1/DD P2_0 P1_7MISO P1_6MOSI P1_5/SCLK P1_4/CSN P1_3 P1_2 P1_1 P1_0 SW-PB S SW-PB S C SW-PB RESET 2 1 3 1 1 1 1 1
3 系统硬件设计
VDD_3V3
GND_3V3
VDD_PLL
GND_PLL
VDD_3V3
RESET
OSC1
OSC2
V
G
VDD_5V P0_7 D D N P0_6 P0_5 P0_4 P0_3/TX P0_2/RX P0_1 P0_0 RESET
D
M D D
P
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
G
5
6
7
8
9
0
DCIN VDD_3V3 P0_7 R15 VDD_3V3 VDD_3V3 C R14 1 0 6 u 1 0 K F P11 1 0 K G N D 4 3 2 1 Power
U
1
2
VCC_IN
Vin
3
G
N
1
B
T
C
1
D
Vout
VDD_3V3
C
PWR2.5
Battery
1
0
u
F
HT7533
1
0
2
u
G
N
D
G
N
终端节点去掉了USB转串口电路。核心电路、复位电路、Debug 下载电路以及网络指示灯电路参考协调器电路的设计。
3.4 路由器电路设计
路由器设计时,去掉了USB转串口电路,加上了传感器应用电 路。复位电路、Debug下载电路、网络指示灯电路以及传感器应用电 路参考协调器电路的设计。 2014-11-13
2.2 ZigBee协议栈架构
ZigBee协议分两部分,IEEE802.15.4标准定义了物理层 (PHY)和介质访问层(MAC)技术规范;ZigBee联盟定义了网 络层(NWK)、应用层(APL)技术规范。
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2 ZigBee协议简介
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3 系统硬件设计
3.1 系统整体设计
8 总结与展望
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1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
ZigBee技术具有低成本、低功耗、低速率的特点和高 可靠性、组网简单、灵活等优势。ZigBee技术主要领域有 大棚温湿度采集控制、家庭办公自动化、工业与环境监测 及人员定位与医疗护理等。 ZigBee技术满足了无线通信、网络大范围覆盖、网络 灵活性高以及维护管理方便等要求,是将来物联网发展的 趋势。 由于ZigBee网络覆盖范围有限,本文将ZigBee网络与 北京韦加航通科技有限公司的C008设备网络配合使用,实 现远程大范围监控。
本文设计的系统,主要由1台PC机、1台协调器、多台终端和若干 台路由器组成。协调器负责建立网络,终端和路由器加入网络后,终 端将采集的数据上传给协调器;协调器通过串口上传数据至PC机,PC 机通过上位机界面显示并存储。 采集节点 采集节点
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