ZigBee基于无线传感网络的数据采集系统设计(2)

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1.2 研究无线传感网络的意义

无线传感网络场用于环境、交通。军事等领域，因此为了满足其运用要求，通常将无线传感网络终端制作成尽量能低耗能，尽量节省信息处理便于信号收发。ZigBee技术正好符合这些要求。ZigBee技术的特点就是短延时、近距离、低耗能、低成本、高安全的双向无线通信技。其广泛运用于智能家居、工业控制、医疗等方面。

1.3 本文主要内容和结构

本文主要对无线传感网络和ZigBee技术作研究分析，重点对ZigBee网络构建作介绍和分析，在结合STc89c52单片机，以及IEE 802.15.4/ZigBee协议为基础，构建了一个小型的无线温度传感网络。

本文整体结构：

第一章概述。介绍了本文的选题背景和研究无线传感网络的意义，概述了本文主要内容，以及整体结构。

第二章系统概述与硬件选择。介绍了无线数据采集的流程，并对各位置硬件的选择和分析。介绍了STc89c52单片和DSL8B20温度采集器及其工作原理。

第三章ZigBee技术。概述了ZigBee技术发展历程，以及与其他无线网络技术做比较所具备的优点，描述了ZigBee网络的结构。

第四章主程序设计。介绍了信息发射和接收两部分工作状态。

第五章基于无线传感器网络的数据采集系统的运用。这里介绍了本论文设计的系统在各领域的运用实例以及他所具备的特点。

最后是结论，参考文献以及致谢语。

2 系统概述与硬件选择

2.1 系统概述

本设计所实现的无线温度采集系统以STC89C52单片机为核心，通过温度传感器、单片机、ZigBee无线模块，完成对温度的采集与显示。系统框图如图2.1所示：

温度采集系统框图源`自,优尔`.论"文'网[www.youerw.com

首先通过温度传感器来采集温度数据，然后利用单片机进行数据转换，实现I/O口数据与串口数据的转换，再通过ZigBee模块实现数据的无线发、收，然后单片进行最后的数据转换，最终所采集的温度将显示在温度显示模块上。

2.2 系统的硬件设计

2.2.1 传感器DS18B20温度传感器

DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的一线式温度传感器。接线方便，它的电源即可在远端引入也能用寄生电源的方式产生；多个传感器可以并联到2根或3根线上，cup能与多个DS18B20数字温度传感器先练而仅通过一个端口，因此能节省大量布线和逻辑电路，非常符合本论文所设计的无线传感温度采集系统。封装成后可应用于多种场合，主要根据应用场合的不同而改变其外观。DS18B20数字温度传感器外形特点就是耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间的温度测控。

DS18B20温度传感器的特点简介：

（1）单线接口模式，只需通过一个端口就能实现通信和处理；

（2）在实际运用中不需要在接入其他元器件就能独自完成温度的测量和信号传输；

（3）适应电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；

（4）DS18B20能自由组合，多个传感器能并联在一起实现多点测温；

（5）测量温度范围在-55℃到125℃之间；

（6）可实现高精度测温，器所测温度的精度最高可达0.0625℃；

（7）内部有温度上下限警告设置。

采用数字温度传感器DS18B20测量温度，输出信号为数字因此非常利于传输和单片机的处理；结构简单、体积小并且无需其他外围电路就能进行检测。且该芯片的化学性和物理性质都很稳定，元件线性度较好，通常用于工业测温。在测量范围内最大误差小于1摄氏度。元件的特点就是采用了一对多的单总线形式的数据传输，温度测量装置包含数字温度计DS1820和微控制器STC89C52，它直接输出温度是以数字信号的模式，因此可直接将数据接入计算机。这样测温系统的有点就是结构简单、体积小，非常适合本文所设计的无线传感器温度采集系统。