基于ZigBee技术的温度采集传输系统

金色传说

4 k* @: S% Q- E7 |& Q; i8 S摘要:为实现对温度的实时监测,设计了温度采集传输系统。该系统通过温度传感器MAX6613采集得到温度数据,
采用MSP430F149作为CPU从温度传感器中读取数据。CPU将温度数据通过RS-232串口传送给ZigBee RFD模块,然
后再通过ZigBee网络将温度数据传送给PC机。该系统设计简单,可靠性好,经济实用。
关键词:ZigBee;单片机;温度采集;数据传输
1 ZigBee 技术
: p5 a1 t* h# {& yZigBee即IEEE802. 15. 4技术标准,是IEEE802. 15工作组
. m* n, ~# s$ N* l4 T! F: F的标准之一,致力于实现-种适用于固定、便携或移动设备使
用的低复杂度、低成本低功耗、低速率的短距离双向无线通信
协议。ZigBee 可工作在2. 4 GHz、868 MHz和915 MHz3个免费
; r" e! a" p: B; a5 o6 O6 `* m3 o频段上,工作在2.4CHz频段上具有250kbit/s的最高数据传
9 c* X  y/ K; p+ v* e输率,典型应用的可靠传输距离为10 ~ 75 m,但实际传输距离
根据发射功率的大小和应用环境而定"。
完整协议的ZigBee模块具有自动路由和自组网功能,Zig-
Bee终端节点可自动接入ZigBee网络。ZigBee 网络中的设备
分为FFD(FullFunctionDevice,全功能设备)和RFD(Reduced
4 O) t0 q& V) Y" b3 H' p) F& H$ XFunction Device, 简化功能设备)2种,其中FFD设备也可作为
协调器使用。FFD 是具有路由与中继功能的网络节点,可以与
. D, g( Y9 H1 c' S. P+ wRFD节点通信,也可以与别的FFD节点通信。RFD节点作为
# |% P! V  {4 Z网络终端节点,相互间不能直接通信,只能通过FFD节点通信。
RFD节点不具有路由和中继功能。RFD和FFD的硬件结构完
5 h/ S: B! D7 P* i0 L% K$ G全相同,只是网络层不一样。
& S- V5 |# _" B9 d# q2 MSP430F149
MSP430F149是超低功耗微控制器，基于真正的16位RISC
1 X' _  p; P+ \7 KCPU内核,16位总线结构,包括1个看门狗时钟、12位16通道
1 I/ G  t: o1 _$ K# j2 C+ {* \的AVD转换器、定时器、高精度比较器、高速的uSART控制器、
7 {6 m' E6 m$ z, B2 X% p9 i2KB的RAM、60KB FLASH ROM、内部温度传感器具有3个捕
8 d3 I: e) Z# U  z6 V$ ?获/比较寄存器的16位定时器Timer, A,Timer, B,6个8位并行
" }3 {0 y' \7 L3 k端口,且2个8位端口有中断能力。每个外围器件都支持复杂
/ a# _3 l$ e8 b8 w! T! R$ u
的事件驱动型操作。同其他微控制器相比，带片内FLASH的
微控制器可以将系统功耗降低至原功耗的1/5,并且减小了硬
件线路板空间。
3温度采集传输系统
6 }. h! m- \4 p" N) X" W- Q6 |3.1温度采集原理
该温度采集系统通过温度传感器MAX6613采集得到温度
, I- U* R. }  Y4 c9 I数据,采用MSP430F149作为CPU,从温度传感器中读取温度数
& x+ S$ k' A0 u! P) S/ E0 }据,然后将得到的温度数据通过ZigBee网络传送给PC机。温
- O8 L+ J9 T( a$ K2 |+ d度传感器通过某种关系换算,即可得到温度与输出电压的关
系。对于MAX6613,温度T与输出电压Vw的转换关系式为[2]
1 F6 Q0 W) _- i0 O8 O2 ?, gV= -0.011 23xT+1.845 5
这样单片机通过模拟口采集得到传感器的输出电压,再通
- c, X9 B4 k4 p$ o1 H过上式就可获得温度数据。由于MSP430F149片内集成了A/D
: x1 D; q0 K+ p  u转换通道,因此可以直接将单片机的A/D输人通道与传感器的
模拟电压输出通道相连接。
3.2系统组成与工作原理
该温度采集传输系统的组成结构如图1所示。系统采用
星型ZigBee网络,可同时对多个设备进行温度采集。



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MSP430F149是超低功耗微控制器

西泽

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