基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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3．1 ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要由無線收發(fā)器CC2430、射頻天線RF、電源模塊、晶振模塊、串口模塊和LED指示燈組成，功能模塊如圖3所示。RF的輸入／輸出是高阻和差動(dòng)的，用于RF口最合適的差動(dòng)負(fù)載是(115+180 Ω)。當(dāng)使用不平衡天線時(shí)為了優(yōu)化性能，應(yīng)當(dāng)使用不平衡變壓器。由于CC2430的工作電壓為3．3 V，所以要用電壓轉(zhuǎn)換模塊把5 V降到3.3 V。CC2430可以同時(shí)接32 MHz和32．768 kHz的兩種頻率的晶振電路，以滿足不同的要求。串口模塊用于ZigBee協(xié)調(diào)器將無線接收的數(shù)據(jù)信息傳送給網(wǎng)關(guān)，同時(shí)接收網(wǎng)關(guān)傳送過來的控制命令。LED指示燈用于顯示網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/160069.htm
3．2 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
無線傳感器節(jié)點(diǎn)由各種數(shù)據(jù)采集模塊、CC2430數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能模塊組成，功能模塊如圖4所示。數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集監(jiān)測區(qū)域的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、火警和水浸等信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；CC2430數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)與路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)交換、傳輸采集數(shù)據(jù)、接收控制命令。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用來保存傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)。電源管理模塊采用兩節(jié)5號(hào)干電池。LED指示燈顯示加入或退出網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。
路由器節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是將不同區(qū)域的數(shù)據(jù)從傳感器節(jié)點(diǎn)路由到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，因此電路比較簡單，不再贅述。
4 軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用的開發(fā)環(huán)境是IAR7，系統(tǒng)軟件是基于TI公司的Z-Stack 2006協(xié)議棧開發(fā)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中可以看出本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括3大部分：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于Z-Stack的應(yīng)用程序開發(fā)；網(wǎng)關(guān)基于Qt的應(yīng)用程序開發(fā)；主控中心Web應(yīng)用程序開發(fā)，本文著重實(shí)現(xiàn)基于Z-Stack的應(yīng)用程序開發(fā)。
4．1 ZigBee協(xié)議棧
ZigBee協(xié)議棧由一組子層構(gòu)成，每一層向它的上層提供數(shù)據(jù)和管理服務(wù)，分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)和應(yīng)用層(ADL)，應(yīng)用層又分為：應(yīng)用支持子層(APS)、ZigBee設(shè)備對(duì)象(ZDO)和由制造商制定的應(yīng)用對(duì)象。其中PHY和MAC位于最低層，且與硬件相關(guān)；除此之外的其他層建立在PHY和MAC層之上，并且完全與硬件無關(guān)。分層的結(jié)構(gòu)脈絡(luò)清晰、一目了然，給設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來極大的方便。
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評(píng)論