无线温度传输系统设计

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1、物联网应用系统设计无线温度传输系统设计作业报目录1系统总体方案31.1系统需求分析31.2系统总体方案设计32系统硬件设计42.1终端节点硬件设计42.1协调器节点硬件设计43系统软件设计53.1通信协议设计53.2协调器节点软件流程53.3终端节点软件流程53.4上位机软件设计64部分代码64.1通讯协议代码64.2终端温湿度获取的代码64.3协调器串口发送的代码74.4±位机软件74.4.1用户登录界面74.4.2用户监控界面95系统测试131系统总体方案1.1系统需求分析无线传感器网络是现在较热门的研究领域，其作为一个将数据釆集

2、、数据传输以及数据处理集成于一体的智能化系统，具有非常广阔的应用前景。传感器的无线数据传输可使用的技术包括Bluetooth.WIFI.Zigbee、GPRS等方式ZigBee协议的优势在于自组网能力，最多支持65000个设备组网；ZigBee协议安全性很高，主要用于近距离无线连接。传感器节点能够釆集和处理传感器的数据，并且通过ZigBee无线传输到汇聚节点，最后由汇聚节点发送到监控中心（PC机）。1.2系统总体方案设计选用功耗较小的CC2530芯片作为通信芯片来设计节点，基于ZigBee协议栈设计了终端节点、协调器节点，并采用低功耗

3、的传感器，以采集室内的温湿度、光照度数据为对象，终端利用无线收发模块将采集的数据发送出去，协调器接收到消息并利用串口与PC机通信，在PC机的用户界面进行实时显示。整个用户管理软件分为前台页面和后台管理两大模块，前台页面主要实现了用户可视化管理，方便用户随时查看、统计数据。采用Acess2003数据库服务器保存系统数据，实现数据的定义、维护、访问、更新及管理，利用ADO.NET技术将数据存储到数据库中。无线温度传输系统设计的整体思路如下图所示：传感器节点汇聚节点用户界面电源模块卜:>i温湿度模块>电源模块I'>图1-1无线温度传输系统设

4、计的整体思路2系统硬件设计本实验使用的是CC2530芯片，CC2530具有一个TEEE802.15.4兼容无线收发器。RF内核控制模拟无线模块。另外，它提供了MCU和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令，读取状态，自动操作和确定无线设备事件的顺序。2.1终端节点硬件设计DS18B20是常用的数字温度传感器，采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线，可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，抗干扰能力强。终端节点主要涉及CC2530的LED模块、DS18B20传感器。其硬件原理图如图2-1-1.2-1-2所示：VDD3V

5、31KD1”-^1-PL0Pl1J111KR4PO4.3TN21KP0_7VDD3V3R71K123DS18B20图2-1-1CC2530的LED模块图2-1-2温湿度传感器2.2协调器节点硬件设计MUC和PC机通信都是通过串口来进行,CC2530有两个USB转串口,分别是USART0和USART1。USART0和USART1是串行通信接口，它们能够分别运行于异步UART模式或者同步SPI模式。USB转串口电路如图2-2-1所示：USB(iND图2-2-1USB转串口电路3系统软件设计3.1通信协议设计终端节点传感器将获取的温度存在c

6、md⑻、cmd[9],将获取的温度存在cmd[10]、cmd[ll]将cmd数据包发送协调器，用串口发送给PC机端。SOFSensortypeSensorindexCmdidDataExtenDataEND2Byte1Byte1Byte1Byte6Byte2Byte1Byte说明：SOF：固定为OxEEOxCC,标志一帧的开始Sensortype：温湿度传感器OxOASensorindex：固定为0x01Cmdid：固定为0x01Data：为6Byte传感器数据域ExtenData：为2Byte扩展数据域END：固定为OxFF,标志一

7、帧的结朿3.2协调器节点软件流程系统软件数据接收端和串口发送程序组成，其包括初始化程序处理、接收点播消息程序、异常处理函图3.3.1协调器软件流程图3.3终端节点软件流程系统软件由数据釆集和数据接收端程序组成，包括初始化程序处理、获取温湿度、光照度函数，发送点播消息程序。如下图3.3.2所示:图3.3.2终端软件流程图3.4上位机软件设计经过CC2530芯片处理无线传输到协调器节点，将数据解析显示在用八界而上。建立实现数据的维护、访问、更新及管理，将用户界面的数据存储到数据库中。图3.3.3±位机软件软件流程图所示:图3.3.3上位机

8、软件软件流程图4部分代码4.1通讯协议代码voidProtocol(){cmd[0]=OxEE;cmd[l]=OxCC;cmd[2]=sensor_type;cmd[3]=sensor_index;cmd[4]=cmd_