基于ZigBee技术的无线温度测量系统设计

只看该作者 · 2019-8-25 11:38

基于ZigBee技术的无线温度测量系统设计

摘要：针对有线测量系统的布线纷繁复杂，系统容易老化，成本高，灵活性差，不具有可移动性的缺点进行了基于CC2480 IEEE 802.15.4/ZigBee 片上解决方案和DS18B20 数字温度传感器的无线温度测量系统的设计。系统能够实现采集待测对象内任意点处的温度值，并能向用户端显示所采集到的温度值。该系统方便架设，易于使用和维护。

0 引言

随着现代工业自动化技术的不断进步，ZigBee 无线通信技术的发展日益成熟，其被广泛应用于无线传感器测量网络、工农业监控、智能交通、智能家居等众多领域。ZigBee 无线通信技术的低功耗、短距离、低成本、布网灵活等特点十分适用于需要自动连续采集数据、局域分布测量、大范围联网数据处理的测量场合。

传统的有线温度采集系统，布线纷繁复杂，系统容易老化，成本高，灵活性差，不具有可移动性，而无线温度采集传输系统能解决这些问题，并能节约人力资源。利用无线温度采集传输技术还可以减少工作人员的人身危害，不用他们冒险就可以采集到现场的温度。

本文设计了一种基于ZigBee 无线通信技术的温度测量系统，实现了节点间的无线通信，同时上位机对温度信息进行收集，并进行统一管理。该系统扩展性好，维护方便。

系统总体方案设计

由于zigbee 网络拓扑结构有星形，树形，网状3 种模式，按照网络节点功能划分可分为终端节点（ep）、路由器节点（rp）和协调器节点（cp）3 种。其组织结构如图1 所示。

图1 ZigBee 网络拓扑结构

其中，协调器节点负责发起并维护一个无线网络，识别网络中的设备加入网络；路由器节点支撑网络链路结构，完成数据包的转发；终端节点是网络的感知者和执行者，负责数据采集和可执行的网络动作。这就要求ZigBee网络节点需扮演终端感知者、网络支持者、网络协调者3种角色。在本设计中，考虑到各种局限，采用星型结构，整个系统有若干个终端节点，一个协调器节点，没有路由节点。系统的总体结构框图如图2 所示。