基于CC2530温湿度采集系统_课程设计报告.doc

PAGE PAGE 19 ***************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 嵌入式系统开发技术课程设计 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 目录 h 1 摘要 h 2 前言 h 3 一 基本原理 h 4 1.1 温湿度数据采集原理 h 4 1.1.1SHT10 引脚特性 h 4 二 系统分析 h 6 2.1具体步骤描述 h 6 2.2 程序流程图 h 7 三 详细设计 h 8 3.1实现温湿度数据采集的硬件部分 h 8 3.1.1无线传感基本结构及实现原理 h 8 3.1.2使用的实验箱以及软件支持 h 9 3.1.3实现温湿度采集系统节点模块设计 h 9 3.2实现温湿度数据采集的软件部分 h 10 3.2.1 ZIGBEE技术概述 h 10 3.2.2 ZIGBEE协议栈 h 11 3.2.3 ZIGBEE协议栈网络层 h 12 3.2.4AODV路由协议 h 13 3.3总体软件结构图 h 13 3.4核心程序代码 h 14 3.4.1 AODV协议源代码分析 h 15 总结 h 18 参考文献 h 19 致谢 h 20 摘要 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统已广泛应用于各种领域，如通信领域、工业控制、交通领域、医疗卫生、消费娱乐等。 正如温湿度采集系统的设计，其包括了数据的采集过程、传输过程以及数据的处理过程是嵌入式系统在国家森林火灾的防范、大型粮库的温湿度控制以及家庭温湿度控制等方面的典型应用。由于传统的有线方式在数据的检测、采集、以及传输过程中需要大量的节点且这些节点不集中，因此需要大量布线。为了避免该问题本设计主要从无线传感方向进行改进，本设计对温湿度的读取是利用CC2530的I/O（P1.0和P1.1）模拟一个类IIC的过程，对光照的采集则使用内部的AINO通道。该系统使用CC2530读取温湿度传感器SHT10的温度和湿度数据，并通过CC2530内部的ADC得到光照传感器的数据。最后将采样得到的数据转换然后在LCD上显示。 关键字：温湿度的采集 CC2530 温湿度传感器SHT10 前言 本设计是一种基于CC2530和数字温湿度传感器的温湿度采集系统。即该系统是采用Zigbee无线通信技术结合传感器，并通过运用Zigbee协议架构组建无线传感网络，来实现主从节点的数据采集和传输的。同时，需要在网络层通过AODV路由协议来进行节点间的连接以及数据的收发。总之，基于无线传感技术的无线网络传感器是一种将传感器、控制器、计算能力、通信能力完美的结合于一身的嵌入式设备。 它们跟外界的物理环境交互，实时的采集信息，并且将收集到的信息通过无线传感器网络传送给远程用户。无线网络传感器一般是由一个低功耗的微控制器(MCU)和若干个存储器、无线电/光通信装置、传感器等组件所集成的，通过传感器、动臂机构、以及通信装置和它们所处的外界物理环境进行交互。由此而引入的无线传感网络更是一种开创了新的应用领域的新兴概念和技术，广泛被应用于医疗领域、大规模环境监测、智能建筑、战场监视、智能家装、工业自动化和大区域内的目标追踪等领域。 如，在医院Zigbee网络可以帮助医生及时并准确的收集急诊病人的信息及相关度检查结果，从而快速准确的作出诊断；同时，对一些特殊的病人，可让其携带Zigbee终端而对其进行24小时的体温、脉搏控制。生命诚可贵，时间价更高！ 又如，在工业控制领域内，就可以很好的通过无线传感网络实现厂房内不同区域的温湿度的检测及控制，以及相关机器运转状况是否正常的有关信息，统计库存量，等等。 总的来说，我们的工作及生活在无形的改变着，变得更精致更高效更美丽。而这无形中进行着的神奇改变的关键莫过于高端的技术——嵌入式系统开发技术及无线技术。 一 基本原理 1.1 温湿度数据采集原理 温湿度探头直接使用IIC接口进行控制，本实验将使用CC2530 读取温湿度传感器SHT10的温度和湿度数据，并将采样到的数据转换然后再LCD显示。其中对温湿度的读取是利用CC2530的I/O（P1.0和P1.1）模拟一个类IIC得过程。其中该系统所使用的SHT10 是一款高度集成的温湿度传感器芯片， 提供全标定的数字输出。它采用专利的CMOSens 技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与 14 位的 A/D