温度测量系统设计(ZigBee无线技术) - 全文

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。

1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2 多点无线温度测量系统框图

终端节点将采集到的温度信息无线传输给协调器节点，协调器节点负责管理所有与之相连的终端节点，负责与之组网，并接受来自终端节点的温度信息以及终端节点的信息并将所有的信息传送给PC机，显示给用户。对于一些控制系统，PC机还可以针对不同的应用情况进行分析从而做出不同的控制。

2终端节点设计

终端节点利用数字温度传感器DS18B20 采集温度信息，将温度信息送交微控制器CC2480 进行初步处理，通过CC2480 芯片中集成的RF 射频天线将温度信息以及发送端的信息传送给协调器节点。功能上主要有3 个模块：温度采集模块，微控制模块，无线通信模块。其对应的硬件模块如图3 所示。

图4 CC2480 外围电路图

3协调器节点设计

协调器节点主要功能：接收来自发送端的温度数据信息和发送端的节点信息，并对信息进行处理，接收端将处理好的信息传送给上位机进行显示。功能上主要有：无线通信模块，微处理模块，串口通信模块。对应的硬件图如图5 所示。

图6 系统总流程图

5结语

基于CC2480 芯片的无线温度测量系统，采用ZigBee协议栈，做到了真正意义上的无线组网，所有的传感器都处在一个无线网络中。由于ZigBee 协议的低功耗，可靠性高，扩充性良好等特点，本设计还可以改成温度测量控制系统。如果将传感器换成其他类型的传感器，如湿度传感器、烟火传感器，气体传感器，红外传感器组成无线传感器网络，本设计还可以用在智能家居，现代农业，现代工业等诸多方面。如果在本系统上加上控制模块，本设计就可用在现代农业，现代工业等领域的智能控制系统中。