基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现

论文摘要

无线技术的快速发展带动了其应用领域的迅速扩大,然而无线设备在实际应用中又受到了功耗、成本、传输距离及可靠性等方面的限制,这些问题在ZigBee无线技术问世之后得到了很好的解决。本文主要论述基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现。文中首先介绍了ZigBee无线技术的国内外研究现状,然后针对本系统的硬件电路设计、软件系统设计,ZigBee网络的实现以及系统的测试等方面展开论述。在本系统的硬件设计中,CC1010芯片以及SHT11芯片分别作为ZigBee无线射频模块和温、湿度传感模块,是系统硬件的核心。基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的硬件结构主要由三部分组成：发送端、接收端、显示设备。其中发送端包含多个发送节点,每个发送节点均由SHT11与CCl010组成,用于温、湿度数据采集并通过ZigBee无线网络传输数据,是系统中的数据源；接收端只有一个接收节点由一个CCl010及一个MAX232转串口模块组成,用于自组一个ZigBee网络,接收发送端发送来的数据,并将数据传输到显示设备中,是系统无线网络的协调器；显示系统由一个UP-NETARM-2410-S嵌入式开发平台组成,用于将温、湿度数据实时的显示出来。系统的软件设计分发送端软件设计、接收端软件设计及显示系统的软件设计三部分。其中发送端和接收端的软件运行在CCl010和SHT11两块芯片上,显示系统运行在UP-NETARM-2410-S嵌入式开发平台之上。经过测试,其结果表明,该无线温、湿度监测系统在实时性、准确性、抗干扰性、耐用性等方面都基本能够满足大部分使用的要求。证明Zigbee无线技术有其明显的优点,市场前景广阔。本论文通过图形、图表和文字详细的介绍了本无线温、湿度监测系统设计与实现的全过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本文的主要工作
• 2 ZigBee 技术简介
• 2.1 ZigBee 协议栈简介
• 2.2 ZigBee 与其他无线技术比较
• 2.2.1 传输范围的比较
• 2.2.2 无线网络标准的比较
• 2.2.3 可靠性比较
• 2.3 ZigBee 结构
• 2.3.1 物理层（PHY）协议规范
• 2.3.2 MAC 层协议规范
• 2.3.3 ZigBee 技术网络层（NWK）
• 2.3.4 网络拓扑结构
• 2.3.5 ZigBee 技术应用层
• 3 系统总体方案设计
• 4 系统硬件设计
• 4.1 SHTll 简单介绍
• 4.2 CC1010 简单介绍
• 4.3 接收端硬件设计
• 4.4 发送端硬件设计
• 5 系统的软件设计
• 5.1 接收端软件设计
• 5.1.1 初始化模块
• 5.1.2 数据处理模块
• 5.2 发送端软件设计
• 5.2.1 CC1010 模块软件设计
• 5.2.2 SHT11 模块软件设计
• 5.3 显示系统设计
• 5.3.1 串口通信模块设计
• 5.3.2 数据显示模块
• 5.3.3 特殊数据存储模块
• 6 ZigBee 无线网络的组建
• 6.1 ZigBee 无线网络的建立
• 6.2 加入 ZigBee 网络
• 6.3 实现数据传输
• 6.3.1 无线连接的建立
• 6.3.2 数据发送
• 6.3.3 数据接收
• 7 系统的调试与测试
• 7.1 接收端的调试与测试
• 7.2 发送端的调试与测试
• 7.3 显示系统的调试与测试
• 结论
• 参考文献
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
• 致谢