本科毕业论文-基于ZigBee的数据采集系统的设计

西安航空学院本科毕业设计（论文）

西安航空学院

本科毕业设计（论文）

题 目： 基于ZigBee数据采集系统的设计

学 院： 电子工程学院 专 业： 测控技术与仪器 学 号： ************** 学生姓名： ****** 指导教师： **********

2016年 5月 25日

西安航空学院本科毕业设计（论文）

摘 要

近年来科技水平不断提高，各行各业也对获取数据的便捷性、准确性、廉价性提出来越来越高的要求。无论工业现场还是在家庭，温湿度都是一个非常重要的因素。然而在某些高腐蚀的环境下通过布设电缆，进行采集是不易的。实现无线数据采集的无线化、智能化是最理想的解决方案。ZigBee作为一种最新推出的无线通信技术，已经在工业自动化、智能医疗、消费电子产品方面得到了普遍的应用。

本文是在ZigBee技术做了深入的研究下，完成了基于ZigBee的温湿度数据采集系统的设计。本文主要利用CC2530芯片作为整个系统的核心，采用IEEE 802.15.4协议作为整个网络的通信协议。前端高精度的DHT11温湿度传感器把检测数据通过终端节点，发送到另一个作为整个无线网络协调器的ZigBee模块，并用电平出发的LCD12864显示模块进行显示。

本文中搭建的微型无线数据采集网络，实现了温度和湿度数据的实时采集。本设计提出的无线数据采集的方式，为现场数据监测的无线化设计和实际应用问题的解决，提供了思路。

关键字：无线数据采集系统；温湿度；ZigBee；CC2530；DHT11

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Abstract

In recent years, science and technology has improved continuously, businesses also easy access to data, accuracy, cheapness raised higher and higher requirements. Whether at home or industrial field, temperature and humidity is a very important factor. However, in some highly corrosive environment by running cables, acquisition is not easy. Wireless data acquisition wireless, intelligence is the ideal solution. As a latest ZigBee wireless communication technology has been widely used in industrial automation, intelligent medical, consumer electronics products.

This article is in ZigBee technology to do the next in-depth study, completed the ZigBee-based temperature and humidity data acquisition system design. In this paper, the use of CC2530 chip as the core of the system, using the IEEE 802.15.4 protocol as the communication protocol of the entire network. DHT11 tip precision temperature and humidity sensors to detect data through the terminal node, sent to another as the entire wireless network coordinator ZigBee module, and power level starting LCD12864 display module for display.

Paper completed the build miniature wireless data acquisition system to achieve real-time transmission of temperature and humidity data. This design can be seen from the wireless network for field data acquisition parameters and application programs designed to detect wireless devices provide a new solution.

Keywords: Wireless data acquisition system；Temperature and humidity；ZigBee；

CC2530；DHT11

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目 录

第一章 绪论 ....................................................................................................................... 1 1.1 课题背景 ...................................................................................................................... 1 1.2 ZigBee技术简介 ......................................................................................................... 2 1.3 国内外研究现状 .......................................................................................................... 3 1.4 基于ZigBee的数据采集系统的意义 ........................................................................ 4 1.5 论文主要内容与组织结构 .......................................................................................... 5 第二章 系统总体方案设计 ............................................................................................... 6 2.1 系统的设计原则 .......................................................................................................... 6 2.2 系统硬件组成 .............................................................................................................. 6 2.3 系统关键技术介绍 ...................................................................................................... 7

2.3.1 ZigBee协议体系 ............................................................................................... 7 2.3.2 ZigBee网络结构 ............................................................................................... 9 2.4 ZigBee无线芯片的选取 ........................................................................................... 12 第三章 硬件电路的设计 ................................................................................................. 13 3.1 总体设计方案 ............................................................................................................ 13 3.2 C2530无线单片机介绍 ............................................................................................ 13

3.2.1 CC2530芯片的硬件组成 ................................................................................ 14 3.2.2 CC2530芯片的主要特征 ................................................................................ 15 3.3 CC2530基本电路 ...................................................................................................... 17 3.4 CC2530外围节点电路 .............................................................................................. 18

3.4.1 数据采集电路 .................................................................................................. 18 3.4.2 串口转USB电路 ............................................................................................ 20 3.4.3 电源电路 .......................................................................................................... 20 3.4.4 显示电路 .......................................................................................................... 21 3.4.5 键盘电路模块 .................................................................................................. 23 3.4.6 天线…………………………………………………………………………...23 第四章 软件设计………………………………………………………………………..24 4.1 IAR开发平台的介绍………………………………………………………………..24

I

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4.2 传感器模块的软件设计…………………………………………………………….25 4.3 协调器的软件设计………………………………………………………………….26 4.4 IAR开发平台程序烧录 ............................................................................................ 26

4.4.1 创建一个新工程 .............................................................................................. 26 4.4.2 工程参数设置 .................................................................................................. 27 4.4.3 添加项目代码 .................................................................................................. 28 第五章 总结与展望 ......................................................................................................... 30 5.1 设计总结……………………………………….....…………………………………………….30

5.1.1 基本功能实现…… ………… ……………………………...…… ………………….30 5.1.2 无线数据采集的测试…… ……………… ……………………………..………… 31

5.2 前景展望…………………………………………………………………….………………….32 参考文献 ............................................................................................................................. 33 致谢………………………………………………………………………………………..34 附录……………………………………………… ……………………………………… 39

II

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