基于ZigBee技术的温度采集传输系统

金色传说

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
8 M! d; U! X$ V) y5 l5 V4 N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。
& Z( B$ m2 o  J关键词:ZigBee;单片机;温度采集;数据传输
% m' e! h4 x. `9 ]* A( V4 g1 ZigBee 技术
ZigBee即IEEE802. 15. 4技术标准,是IEEE802. 15工作组
4 E6 Z7 A3 U4 O$ ^的标准之一,致力于实现-种适用于固定、便携或移动设备使
" O, g8 p2 s% h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
1 A2 x3 u8 I+ q1 |协议。ZigBee 可工作在2. 4 GHz、868 MHz和915 MHz3个免费
频段上,工作在2.4CHz频段上具有250kbit/s的最高数据传
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
  Q# n' ~, {  a/ U# s: Y' O% I/ M分为FFD(FullFunctionDevice,全功能设备)和RFD(Reduced
- }7 }) t5 V' J* O4 C4 _, M4 DFunction 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
1 `6 b) K& x, N3 [' d1 oRFD节点通信,也可以与别的FFD节点通信。RFD节点作为
网络终端节点,相互间不能直接通信,只能通过FFD节点通信。
  B  t+ R3 e. U0 ?! D3 hRFD节点不具有路由和中继功能。RFD和FFD的硬件结构完
) ?7 ]2 z. F  v6 L全相同,只是网络层不一样。
) k+ @' ^) B6 E+ {2 MSP430F149
+ @3 I5 o7 y! g; g, x5 XMSP430F149是超低功耗微控制器，基于真正的16位RISC
CPU内核,16位总线结构,包括1个看门狗时钟、12位16通道
, G) ~0 j, R: \4 l的AVD转换器、定时器、高精度比较器、高速的uSART控制器、
8 F4 m! }. _0 U: X. }8 r+ A2KB的RAM、60KB FLASH ROM、内部温度传感器具有3个捕
获/比较寄存器的16位定时器Timer, A,Timer, B,6个8位并行
) S2 Q9 Q2 r) `& ]) f2 Q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
- Q$ @. z- D& \( K
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
, R+ o' ]$ Q7 {- C5 M8 }5 C件线路板空间。
3温度采集传输系统
3.1温度采集原理
) ?5 {) U! |7 K! o; Q该温度采集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温度数
# r- v# o* o, s& Q! I2 Q5 C据,然后将得到的温度数据通过ZigBee网络传送给PC机。温
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
0 `6 ?1 L6 _/ }; E* @9 |1 p& X. p系。对于MAX6613,温度T与输出电压Vw的转换关系式为[2]
4 s1 W6 w& d% e5 @; eV= -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
过上式就可获得温度数据。由于MSP430F149片内集成了A/D
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。
# w! L: v2 {2 D4 I3.2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
5 o2 ~) q! p1 M9 B# Y2 `星型ZigBee网络,可同时对多个设备进行温度采集。
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( U; C: T1 d7 [$ N
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. B( W  A# M# n+ t9 |" p5 q附件下载：

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MSP430F149是超低功耗微控制器

西泽

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