基于Zig+Bee的无线温度传感器网络的设计

传感器与微系统(Transducer and M icr osyste m Technol ogies) 2006年第25卷第7期前沿技术基于Zi g Bee协议的温度湿度无线传感器网络3辛　颖,谢光忠,蒋亚东(电子科技大学光电信息学院,四川成都610054)摘　要:阐述了一种温度湿度智能数据采集的无线传感器网络,介绍了传感器节点的软件与硬件设计。

该系统基于Zig Bee无线通信协议设计,克服了有线传感器网络的局限性,避免了其他无线通信技术的高功耗的缺点,节点成本低、网络容量大、生存周期长。

实验结果表明:温度测量精度为1℃,湿度精度为3%RH,可以广泛用于环境检测。

关键词:温度;湿度;无线;传感器网络;紫蜂中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2006)07-0082-03W i reless te mperature and hu m i dity sensor network basedon Zi g Bee protocol3X I N Ying,X I E Guang2zhong,J I A NG Ya2dong(School of O pto2electron i c I nfor ma ti on,Un i versity of Electron i c Sc i ence and Technology,Chengdu610054,Ch i n a)Abstract:The wireless te mperature and hu m idity s mart data2collecting sens or net w ork is discussed.The hard wareand the s oft w are of sens or node are intr oduced.The sens or system based on Zig Bee p r ot ocol sur mounts defect ofwired sens or net w ork and avoid the high2energy cost of other wireless technol ogy.The node is l ow2cost,net w orkcapability is large,als o the lifeti m e circle is l ong.Experi m ental result i m p lies that the accuracy of this syste m is1℃in te mperature and3%RH in hu m idity.It can be widely used in envir on ment detecti on.Key words:te mperature;hu m idity;wireless;sens or net w ork;Zig Bee0　引　言温度和湿度与工农业生产及人民生活密切相关。

３０．基于ＺｉｇＢｅｅ协议的无线传感器网络技术的分析和应用基于ＺｉｇＢｅｅ协议的无线传感器网络技术的分析和应用ＡｎａＩｙｓｉＳａｎｄＡｐｐ｜．ｃａｔｊＯｎＯｆＶＶｉｒｅＩｅＳｓＳｅｎｓＯｒＮｅｔｗｏｒｋＢａｓｅｄＯｎＺｉｇＢｅｅＰｒｏｔＯｃＯ陈靖（闽江学院计算机科学系，福建福州３５１０１０８）吴景东（福州大学数计学院，福建福州３５１０１０８）摘要无线传感网络是近几年的一个技术热点。

在设备中嵌入标准化的无线网络协议，有利于设备之间的互通和互联。

升级和维护。

在对无线传感网络特点总结的基础上，分析了一种在无线传感网络中有广泛应用前景的协议标准——ＺｉｇＢｅｅ协议的结构，特点，应用前景与应用方式。

关键词：ＺｉｇＢｅｅ协议，ＩＥＥＥ８０２．１５．４标准，无线传感器网，网络协议Ａｂｓｔ怕ｄＷ｝ｒｅＩｅｓｓｓｅｎｓＯｒｎｅｎⅣｏｒｋｉｓａｔｅｃｈｎｏＩｏｇｙｈｏｔｓｐＯｔｉｎｒｅｃｅｎｌｙｅａｒｓ．ＥｍｂｅｄｄｅｄｉｎｔｈｅｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｓｔａｎｄａｒｄｗｉｒｅＩｅｓｓｎｅｔ－ｗｏｒｋｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｂｅｎｅ怕ｃｉａＩｌｏｓｈａｒｉｎｇａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｉＶｉｔｙｂｅｔＷｅｅｎｄｅｖｉｃｅｓ，Ｕｐｇｒａｄｉｎｇａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａ．ｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｊｓｔｉｃｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈＯｄｓａｎｄａｐｐＩｉＣａｔｉＯｎｐｒＯｓｐｅｃｔｓ０ｆＺｉｇＢｅｅｐｒＯｔＯｃＯＩｂａｓｅｄｏｎｌｈｅＳｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｌｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｉｒｅＩｅｓｓｓｅｎｓＯｒｎｅｔｗＯｒｋｓ．ＫｅｙｗＯｒｄｓ：ＺｉｇＢｅｅｐｒＯｔＯｃＯＩ，ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｓｔａｎｄａｒｄ，ｗ汁ｅＩｅｓｓｓｅｎｓＯｒｎｅｔｗｏｒｋ，ｎｅｔｗＯｒｋｐｒＯｔＯｃＯＩ作为互联网在形式上的扩展，２００９年８月，美国提出“物联网”的概念，“物联网”发展的４个主要技术为：ＲＦＩＤ、传感器、嵌入式智能技术及纳米技术。

本科生毕业论文（设计）题目：基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计目录摘要： (IV)ABSTRACT (V)第一章绪论 (1)1.1 课题背景概述 (1)1.2 WSN简介 (2)1.2.1 WSN体系结构 (2)1.2.2 WSN的协议栈结构 (4)1.2.3 WSN特点及其关键问题 (6)1.2 几种常用的无线通信技术 (7)1.3.1 蓝牙技术 (7)1.3.2 红外技术 (7)1.3.3 ZigBee技术 (8)1.3.4 Wi-Fi技术 (8)1.3.5 RFID技术 (8)1.3.6 HomeRF技术 (9)1.3.7 UWB技术 (9)1.3.8 几种无线通信技术对比 (9)1.4 本文结构组织 (10)1.5 本章小结 (11)第二章 ZigBee/IEEE802.15.4技术标准 (12)2.1 ZigBee/IEEE802.15.4技术概述 (12)2.2 ZigBee技术特点 (12)2.3 ZigBee技术的体系结构 (13)2.4 ZigBee技术的网络配置 (15)2.4.1 两种功能设备 (15)2.4.2 三种节点类型 (15)2.4.3 三种拓扑结构 (16)2.4.4 两种工作模式 (17)2.5 ZigBee组网 (17)2.5.1 基本通信原语 (17)2.5.2 ZigBee网络的组网 (18)2.5.2.1 网络管理服务 (18)2.5.2.2 数据传输服务 (20)2.6 ZigBee 路由 (21)2.6.1路由协议 (21)2.6.2 路由过程 (22)2.7本章小结 (23)第三章基于ZigBee的无线传感器网络的硬件设计 (24)3.1 ZigBee的几种实现方案 (25)3.2 CC2430芯片介绍 (26)3.2.1 CC2430芯片概述 (26)3.2.2 CC2430引脚功能介绍 (29)3.2.3 CC2430的增强型8051内核 (31)3.2.4 CC2430的射频部分 (32)3.2.5 CC2430的其它外围设备 (34)3.2.5.1 直接存取（DMA）控制器 (34)3.2.5.2 MAC定时器 (35)3.2.5.3 模数转换器（ADC） (35)3.2.5.4 温度传感器 (36)3.3 节点的控制和显示电路 (36)3.3.1 控制电路 (37)3.3.2 状态显示电路 (38)3.4 节点的接口电路 (39)3.4.1 USART接口（串行通信接口） (40)3.4.2 JTAG接口 (40)3.5 节点实图 (41)3.6 本章小结 (41)第四章基于ZigBee2006协议栈的无线传感器网络的软件设计 (43)4.1 Z-Stack (43)4.1.1 Z-Stack软件架构 (43)4.1.1.1 系统初始化 (44)4.1.1.2 操作系统的执行 (44)4.1.2 Z-Stack项目中的文件目录 (49)4.2 Z-Stack开发软件 (51)4.2.1 IAR EW8051集成开发环境 (51)4.2.2 ZigBee2006协议栈 (52)4.2.3 SmartRF Flash Programmer软件 (54)4.2.4 ZigBee协议分析仪软件Packet Sniffer (55)4.3 Z-Stack开发的一些基本概念 (55)4.4 实验测试 (60)4.4.1 开关灯控制实验 (60)4.4.1.1 功能描述 (60)4.4.1.2 实验程序 (61)4.4.1.3 实验操作及其结果 (65)4.4.2 温度传输实验 (66)4.4.2.1 功能描述 (66)4.4.2.2 实验程序 (67)4.4.2.3 实验操作及其结果 (73)4.5 本章小结 (76)第五章总结与展望 (77)5.1 无线传感器网络的应用设想 (77)5.2 总结与展望 (78)5.2.1 本文总结 (78)5.2.2 展望 (78)参考文献 (79)附录 (80)致谢 (89)基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计作者：闫彦含指导老师：何自立摘要：无线传感器网络是涉及多学科、知识高度集中、在当今国际上备受关注的前沿热点和研究领域。

基于ZigBee技术的无线温度传感器网络节点的设计的开题报告一、课题来源随着物联网技术的发展，传感器网络在各个领域的应用也越来越广泛。

无线传感器网络是其中的重要组成部分。

其中，基于ZigBee技术的无线传感器网络因其低功耗、自组织、自修复等特点，逐渐受到人们的关注和应用。

本课题旨在设计一种基于ZigBee技术的无线温度传感器网络节点，用于监测温度变化，广泛应用于农业、医疗、工业自动化等领域。

二、研究目的本研究的主要目的是设计一种基于ZigBee技术的无线温度传感器网络节点，用于实时监测温度变化，并将数据通过无线传输到基站或云端服务器中。

具体研究内容如下:1. 设计和实现温度传感器节点硬件电路。

2. 编写ZigBee协议栈和驱动程序，实现无线通信。

3. 通过集成开发环境编写嵌入式代码，实现温度数据的采集和传输。

4. 实现与基站或云端服务器的数据交互。

5. 测试和优化设计的无线温度传感器网络节点。

三、研究方法1. 硬件设计：使用Altium Designer或Eagle软件，设计节点的硬件电路图和PCB布局图。

2. ZigBee协议栈和驱动程序：使用ZigBee协议栈开发工具（如Z-Stack），编写ZigBee协议栈和驱动程序。

3. 嵌入式代码编写：采用Keil或IAR等集成开发环境，编写嵌入式代码实现数据采集和传输。

4. 数据交互：使用串口、TCP/IP协议等方式，实现节点和基站或云端服务器的数据交互。

5. 测试和优化：对设计的节点进行测试和优化，确保其稳定可靠，并满足应用需求。

四、研究意义本研究的成果有以下几个方面的意义：1. 实现了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的设计，为该领域的应用提供了有力的支持。

2. 通过监测温度变化，为农业、医疗、工业自动化等领域提供了一种实时、可靠的数据采集方法。

3. 该传感器节点具有低功耗、自组织、自修复等特点，具有较高的可靠性和稳定性。

4. 为未来基于ZigBee技术的传感器网络的发展和应用提供了有益的经验和思路。

基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。

温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一，对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。

ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术，凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点，已成为无线传感器网络的主流技术之一。

本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。

该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据，通过数据传输和处理，实现对温度信息的实时监测和分析。

系统设计注重实用性和可靠性，力求在保证数据准确性的同时，降低成本和提高效率。

本论文的主要内容包括：对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述，分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构，包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨，如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性，并对实验结果进行分析和讨论。

本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考，对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。

1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。

作为WSN的关键技术之一，ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点，成为实现WSN的重要手段。

温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用，通过对环境温度的实时监测，为生产生活提供准确的数据支持，对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。

传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式，存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。

为了解决这些问题，基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。

基于ZigBee技术的无线温湿度传感器网络设计研究发布时间：2021-06-16T04:23:23.705Z 来源：《现代电信科技》2021年第1期作者：石发强[导读] 本文首先阐述了无线温湿度传感器网络设计中ZigBee的技术特点，在适宜硬件基础上从协调器、路由器、传感器三个方面展开程序设计分析，以期在无线温湿度传感器网络设计过程中，发挥出ZigBee技术优势。

（中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆 400037）摘要：无线通信技术随着各领域自动化程度的深化而应用愈发广泛，ZigBee技术在区域性使用具有较强技术优势，逐渐成为无线传感器网络设计中的首选。

基于此，本文首先阐述了无线温湿度传感器网络设计中ZigBee的技术特点，在适宜硬件基础上从协调器、路由器、传感器三个方面展开程序设计分析，以期在无线温湿度传感器网络设计过程中，发挥出ZigBee技术优势。

关键词：ZigBee技术；无线温湿度传感器；传感器网络设计一、引言在实验室信息化时代，对于温湿度环境条件的监测提出了数字化，信息化的要求，在传感器的灵敏度、灵活性、远程控制性能提出了新的要求。

低速率设备的成本与功耗远低于高速率设备，且在实际应用中实验室温湿度的复杂信号传输场景较少，而中低速传输设备普适度更高，ZigBee技术作为低速率无线局域网，其在无线通信领域内的自组网技术，为实际应用提供了便利。

二、ZigBee的技术特点ZigBee技术是低速率、短距离的双向无线通信技术，主要被应用于传输速率要求不高且传输距离短、功耗较低设备间的信息数据传输。

Zigbee技术可实现标准通讯距离75m的无限扩展。

ZigBee技术在无线温湿度传感器网络设计中具有以下特点：（1）低成本。

相较于高速率无线通讯技术而言，无法完成复杂性传输信号传输，因此Zigbee模块初始成本远低于高速率无线通讯技术，且Zigbee协议无需专利费，进一步降低了设计成本。

（2）低功耗。

ZigBee技术在不需展开数据传输工作时段，可进入休眠模式，在实际工作中，ZigBee设备对电力能源的消耗较少，作为低速率传输技术，其低功耗特点尤为显著。

基于ZigBee技术的无线温湿度传感器的设计的方法的探讨1 技术背景随着科技的飞速发展，计算机技术、传感器技术以及通信技术的不断进步，越来越多的电子产品应用到人们的生活，促使的人们的生活更加电子化、智能化。

无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算机技术、现代网络技术及无线通讯技术和分布式信息处理技术，是当前在国际上备受关注、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。

无线传感器技术成为人们公认的21世纪最重要的技术之一。

对于室内温湿度采集技术，我国现在存在的主流有三种形式，一是现场总线温湿度采集系统，二是数字式温湿度采集系统，三是基于单片机的无线网络温湿度采集系统。

这些技术存在布线困难，传输速率较低，耗能较大、新增监测点工序繁琐等特点。

ZigBee 技术应用在无线传感器网络中，是一种具有统一标准的短距离无线通信技术。

它能够弥补其他无线短距离传输方案在应用场合中的不足，具有近距离、低功耗、低速率、低成本等优点。

设计基于ZigBee技术的无线温湿度传感器顺应了科技的发展。

2 ZigBee技术简介2.1ZigBee规范简介ZigBee技术的命名来源于人们对蜜蜂采蜜的过程的发现，蜜蜂体积小，所需能量小，又能传送食物能量、位置、方向等信息，所以人们用ZigBee技术来表低成本、小体积、低能耗、低传输速率的无线通讯技术。

ZigBee协议标准采取分层结构，在IEEE802.15.4定义的底层协议基础之上ZigBee对网络层（NWK）和应用层（APL）进行了定义。

在四层结构中每一层通过服务接入点（SAP）为上层提供一个接口提供特定的服务，数据实体提供数据传输服务，管理实体则提供所有其他的服务。

每个服务接入点都支持一定数量的服务原语来实现所需要的功能。

(2)ZigBee网络拓扑结构ZigBee网络组网方式主要存在两种拓扑结构：星形的拓扑结构和对等拓扑结构，其中对等拓扑结构根据组网的形式又可以分为网络拓扑结构和树状拓扑结构。

基于Zigbee的无线温度监测系统摘要Zigbee是一种低功耗，低速率，短距离无线通信技术。

本文介绍了基于Zigbee的无线温度监测系统。

该系统使用无线传感器网络来收集温度数据，并使用Zigbee协议将数据传输到基站。

通过使用低功耗的Zigbee技术，系统保证了长期稳定的运行，并且具有灵活性和可扩展性。

在实验中，我们使用了三个无线温度传感器，并将其连接到Zigbee节点。

通过连接Zigbee基站，我们能够监测室内温度的变化，并通过用户界面实时显示和监测。

关键词：Zigbee；无线传感器网络；温度监测；基站一、介绍随着技术的不断进步，无线传感器网络已经得到了广泛的应用。

在过去几年中，无线传感器网络已经在许多领域中得到了应用，如环境监测，建筑自动化等。

其中，温度监测是无线传感器网络普遍应用的一个方面。

由于温度是许多领域中必须监测的参数之一，因此无线温度监测系统的研究变得越来越重要。

Zigbee是一种广泛使用于无线传感器网络中的通信技术。

Zigbee 协议是一种低功耗，低速率，短距离无线通信技术。

Zigbee具有低成本、低功耗、多网协同等优点，已经成为无线传感器网络的主流技术之一。

在本文中，我们将介绍基于Zigbee的无线温度监测系统。

本系统使用了无线传感器网络来收集温度数据，并通过Zigbee协议将数据传输到基站。

系统采用低功耗技术，确保长期稳定的运行，并具有灵活性和可扩展性。

在实验中，我们使用了三个无线温度传感器，并将其连接到Zigbee节点。

通过连接Zigbee基站，我们能够监测室内温度的变化，并通过用户界面实时显示和监测。

二、系统设计图1所示是基于Zigbee的无线温度监测系统的组成部分。

该系统由多个无线温度传感器组成，这些传感器发送其测量的温度数据到Zigbee节点，并通过无线网络传输到基站。

1. 无线温度传感器本系统使用低功耗的温度传感器，这些传感器能够在长时间内稳定运行。

传感器通过无线信号发送温度数据到Zigbee节点。

无线传感器网络是集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合智能信息系统，具有低成本、低功耗、低数据速率、自组织网络等特点。

而Zigbee技术是为低速率传感器和控制网络设计的标准无线网络协议栈，是最适合无线传感器网络的标准。

Zigbee无线传感器网络是基于Zigbee技术的无线传感器网络。

在许多行业有巨大的应用潜力，如环境监控、物流管理、医疗监控、交通管理和军事侦察等方面的应用[1-2]。

目前普遍使用的无线传感器网络平台主要有Crossbow公司的Mica2/MicaZ和Microchip公司的PICDEMZ等。

MicaZ虽然具有Tinyos操作系统，但是没有结合Zigbee 技术；PICDEMZ的Zigbee协议栈不完全符合Zigbee的定义，而且功能简单。

因此，设计一种Zigbee无线传感器网络平台，可以更好地开发无线传感器网络的应用和Zigbee技术。

本文在分析Zigbee无线传感器网络的特点和关键技术的基础上，提出Zigbee无线传感器网络平台的设计实现方案，采用模块化的方法实现了Zigbee协议栈，并且使用该无线传感器网络平台进行了温度监测的实验。

结果表明，该平台实现了Zigbee无线传感器网络的基本功能，可以更好地开发Zigbee技术。

1 Zigbee无线传感器网络1.1 无线传感器网络一个典型的无线传感器网络至少要由无线传感器节点、网络协调器和中央控制点组成。

大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式形成网络。

传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到网络协调器，最后到达中央控制点。

在这个过程中，传感器节点既充当感知节点，又充当转发数据的路由器，用户通过中央控制点对无线传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据[3]。

图1给出了一个典型的无线传感器网络的结构。

1.2 Zigbee技术Zigbee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术。

基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计一、课程目标本课程设计旨在帮助学生深入了解无线传感器网络技术，并且掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络的设计、搭建和应用。

通过本课程的学习，学生将能够掌握无线传感器网络的相关理论知识，熟练掌握ZigBee技术的原理和应用，具备无线传感器网络设计和应用的能力。

二、课程内容1. 无线传感器网络基础知识1.1 无线传感器网络概述1.2 无线传感器网络的组成和特点1.3 无线传感器网络的应用领域2. ZigBee技术介绍2.1 ZigBee技术的原理和特点2.2 ZigBee协议栈结构2.3 ZigBee技术的应用场景三、教学方法本课程将采用理论教学和实践操作相结合的教学方法。

通过理论讲解使学生掌握相关知识，通过实践操作使学生掌握实际应用能力。

在教学过程中，将引导学生分析无线传感器网络的实际应用案例，激发学生的创新意识和实践能力。

四、实践环节为了提高学生的实际操作能力和解决问题的能力，本课程将设置大量的实践环节。

学生将有机会参与传感器节点的设计与制作、无线传感器网络的搭建和调试、以及对实际场景中无线传感器网络的应用案例进行分析和实现。

五、课程评估1. 平时表现：包括课堂讨论、实验报告等，占总评成绩的30%。

2. 期中考试：考察学生对无线传感器网络理论知识的掌握程度，占总评成绩的30%。

3. 期末实践项目：要求学生根据所学知识设计并实现一个小型无线传感器网络应用项目，占总评成绩的40%。

六、教学资源1. 教材：《无线传感器网络技术与应用》，王明、李华主编2. 软件：ZigBee网络模拟软件、ZigBee应用开发软件3. 硬件：无线传感器节点、ZigBee通信模块、无线传感器网络开发板。

2009年第28卷第4期 传感器与微系统(Transducer and M icr osyste m Technol ogies)设计与制造基于Zi gBee的无线温度传感器网络的设计3刘外喜1,胡　晓1,唐　冬1,郑　晖1,吉国平2(1.广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;2.中国人民解放军91708部队,广东广州510320)摘　要:介绍了一种由无线传感器节点、网关、控制端构成的无线多点温度传感器网络的设计,阐述了系统的功能、组成以及各部件的主要设计方法。

实验表明:本系统具有低功耗、低成本、精度可编程、可远端控制等特点。

关键词:ZigBee;无线温度传感器;可编程中图分类号:TP216 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2009)04-0069-03D esi gn of w i reless te m pera ture sen sor networkba sed on Z i g Bee technology3L I U W ai2xi1,HU Xiao1,T ANG Dong1,Z HE NG Hui1,J I Cuo2p ing2(1.College of I nfor ma ti on and Electro m echan i ca l Eng i n eer i n g,Guangzhou Un i versity,Guangzhou510006,Ch i n a;2.P LA,91708Un it,Guangzhou510320,Ch i n a)Abstract:A wireless te mperature sens or net w ork,which consists wireless sens or node,gate way and contr ol node,is expounded.The functi on,constituent and main design method of every part of this system is shown.Test resultsshow that this syste m has l ots of advantages,including l ow2power,l ow2cost,p recisi on p r ogra mmable and remotecontr ol.Key words:Zig Bee;wireless te mperature sens or;p r ogra mmable0　引　言在大多数应用中,温度监测是一个长期的过程,同时,温度传感器网络具有大规模布放、数据量小的特点,所以,温度传感器网络需要一个无线、低功耗、低成本、低数据率的解决方案。

基于ZigBee技术的无线温湿度传感器网络设计
王飞
【期刊名称】《电信快报：网络与通信》
【年(卷),期】2008(000)002
【摘要】介绍了一种基于ZigBee技术的无线温湿度传感器网络的设计，以
CC2430单片机和数字式温湿度传感器SHTl0设计出了温湿度传感器网络节点，以AT91R4008微控制器、AX88796以太网控制器芯片和CC2430无线单片机设计出了ZigBee网关。

温湿度传感器节点通过射频收发器将数据发送到ZigBee网关。

ZigBee网关通过以太网网络将数据传输给监测中心主机。

文章讨论和提出了无线传感器节点的低功耗设计和数据通信的可靠性方法。

该系统稳定性好，通信效率高，可广泛应用于工业环境温湿度监测。

【总页数】3页(P43-45)
【作者】王飞
【作者单位】重庆邮电大学自动化学院,重庆市400065
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.基于ZigBee技术的无线传感器网络设计研究 [J], 沈大伟;李长征;贾中宁
2.基于ZigBee的无线温湿度传感器网络设计与实现 [J], 于童;王文秀;徐小粘
3.基于CC2430温湿度监测的无线传感器网络设计 [J], 刘玉英;史旺旺
4.基于ZigBee技术的矿井无线传感器网络设计 [J], 张弘华;余员琴;陈海文;李晨;王叶
5.基于ZigBee技术的矿井无线传感器网络设计 [J], 张弘华;余员琴;陈海文;李晨;王叶
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目录设计总说明 (1)1绪论 (5)1.1 课题背景和研究意义 (5)1.2 ZigBee技术的国内外研究现状及应用前景 (5)1.2.1 国外研究现状 (5)1.2.2 国内研究现状 (6)1.2.3 应用前景 (7)1.3 论文结构 (8)2方案论证和方案设计 (9)2.1 方案整体设计 (9)2.2 器件的选型 (10)2.2.1 ZigBee芯片的选择 (10)2.2.2 显示模块选择与论证 (11)3 ZigBee相关知识 (12)3.1 Zigbee技术的特点和优势 (12)3.2 ZigBee网络概述 (12)3.3 ZigBee网络结构简介 (13)3.3.1 ZigBee网络体系结构 (13)3.3.2 ZigBee的网络拓扑结构 (14)3.4 原语 (15)3.5几种短距离无线通讯方式比较 (15)4硬件电路的实现 (17)4.1 微处理器控制模块 (17)4.1.1 AVR系列单片机 (17)4.1.2 ATmega2564RFR2 (18)4.2实时时钟电路模块 (22)4.2.1 DS1302实时时钟基本结构 (22)4.2.2 DS1302的寄存器和片内RAM (23)4.3 按键模块 (25)4.4 显示模块 (26)4.5 SD卡模块 (28)4.6 DC/DC模块 (31)4.6.1 DC/DC电路简介 (31)4.6.2 本设计中的DC/DC电路 (32)4.7 JTAG接口 (34)4.8 零欧姆电阻及其作用 (35)5软件实现 (36)6总结与展望 (38)参考文献 (39)附录A：电路原理图 (40)附录B：软件主流程图 (41)附录C：仪表实现通讯功能流程图 (42)致谢 (43)设计总说明在很多工业生产场合中都需要对温度进行实时监测，传统上对温度监测采用的是布线的方式。

对矿井下面的温度进行实时监测是煤矿安全生产中的一项重要任务，矿井很深，采用传统的布线方式进行温度监测存在着布线困难的问题。

基于zigbee的无线温度采集系统关键词：ZigBee，无线网络;温度采集摘要无线温度采集系统是基于ZigBee无线技术设计的。

此系统由三部分构成。

子节点部分负责收集温度数据，它的设计基于CC2430芯片和DS18B20温度传感器。

主要节点部分负责接受温度数据和建立网络联接。

CC2430是作为主控制芯片。

前端电脑主要负责温度数据处理存储和显示。

通过zigbee网络连通子节点与主要节点，主要节点在通过串行端口与前端电脑沟通。

此系统具有一个成本低，低功耗的温度收集的终端设备，从而实现节能和减少污染的排放。

1简介随着生产技术的发展，温度数据检测技术广泛应用于工业远程控制系统，并逐步显示出远程和网络的特性。

传统的温度采集系统，主要方式是有线连接节点，此方法的特点是布局复杂和可扩展性差。

事实上，在某些领域有线连接方式甚至不能应用。

因此，最理想的方法是采用无线连接收集和传送数据。

作为新兴的短距离，低功耗低成本的无线通信技术，zigbee已广泛应用于工业控制，消费性电子，家电自动化，医疗监控等领域。

基于以上分析，此文将设计出一种基于zigbee为基础的无线温度采集系统。

用基于zigbee网络的无线方式通过温度测量节点收集温度数据。

通过串口通信线路连接主要节点和前端电脑。

然后，电脑存储温度数据至数据库，以便实现数据的统一管理。

此系统具有高实用性和良好的扩展性。

2系统结构研究系统框图显示在图1[2].该系统选择的是星型局域网，他建立一个由主要节点和若干子节点组成的无线系统，实现数据的无线传输。

子节点的主要责任是传输由温度传感器DS18B20采集的数据至主要节点。

主要节点合并来自不同子节点的数据然后发送至前端电脑，电脑存储数据至数据库，并通过软件可以直观的在显示器上看到温度的变化。

3 硬件系统设计3.1子节点设计子节点负责收集和传输温度的数据，因此他应该被设计的低功耗和低成本的功能装置。

芯片CC2430- F32(32KB 闪存)与温度传感器ds18b20构成的子节点。

基于ZigBee的无线温度传感网络的设计与实现的开题报告【开题报告】基于ZigBee的无线温度传感网络的设计与实现一、选题的依据和意义随着现代化建筑、医疗设备、工业制造等领域对温度精度和可靠性的要求提高，传统的有线温度传感方案已经无法满足需求。

而基于ZigBee的无线温度传感网络则具有灵活性高、成本低、可靠性强等优点，能够广泛应用于各种环境下的温度监测与控制。

本项目旨在设计和实现一套基于ZigBee的无线温度传感网络，通过节点之间的无线通信和协调，实时监测和收集目标区域内的温度数据，并将数据传输至中心节点，再通过互联网或s监控平台进行数据的远程监测和管理。

该无线温度传感网络能够广泛应用于工业自动化、绿色建筑、智能家居、医疗设备等多个领域，具有较广泛的应用前景和市场价值。

二、选题的研究方法和技术路线本项目的研究方法主要是基于实验研究和软硬件开发的组合。

具体方法如下：1. 组建ZigBee节点网络——选用ZigBee节点作为传感器节点，节点分为数据采集节点和中心节点，在无线通信的环境下完成节点之间的数据传递。

2. 设计硬件平台——选用硬件平台和各种常见的温度传感器，通过数模转换电路将温度传感器测得的模拟信号转换成数字信号输出。

3. 设计软件平台——通过嵌入式系统、C51单片机等技术，设计适合于嵌入式应用的软件程序。

完成温度传感器节点的数据采集、打包组织和无线通信等功能。

4. 设计数据管理平台——通过Web或移动App等方式，对中心节点采集到的数据进行实时监测、管理和控制。

5. 系统集成测试——通过各种测试手段对所设计的系统进行运行性能、可靠性、数据准确性等方面的试验和评估，进一步完善系统功能，以达到预期的技术指标和工业标准。

三、阶段性的研究成果和预期目标第一阶段：研究和设计ZigBee节点网络（2-3周）1. 学习和熟悉ZigBee网络协议、硬件设计和软件实现技术。

2. 设计基于ZigBee无线传感的数据采样和节点间通信机制。