内容发布更新时间 : 2024/12/25 1:51:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

棒状天线。

传感及控制模块：系列传感及控制模块，包括温度传感模块、湿度传感模块、继电器

模块和RS232模块等，也可以通过总线扩展用户自己的传感器及控制器部件。

电源板或智能主板：即实现无线节点模块与传感及控制模块的连接，又实现系统供电，

目前主要两节电池供电，保留外接电源接口，可以直接由直流电源供电。

图（2）无线传感器节点结构

2、无线传感基本结构及实现原理

无线传感器网络在设计目标方面是以数据为中心的，在无线传感器网络中，因为节点通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中，所以除了少数节点也要移动外，大部分节点是静止不动的。在被检测区域内，节点任意散落，节点除了需要完成感测特定的对象外，还需要进行简单的计算，维持互相之间的网络连接等功能。并且由于能源的无法替代以及低功耗的多跳通信模式，设计无线传感节点时，有效的延长网络的生命周期以及节点的低功耗成为无线传感器网络研究的核心问题，其无线传感节点模型如下图：

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图（3）无线传感节点模型

无线传感网络的建立是基于传感器加无线传输模块的，传感器采集的数据，简单处理后经过无线传输模块传到服务器或应用终端。目标，观测节点，传感节点和感知视场是无线传感器网络所包括的4个基本实体对象。大量传感节点随机部署，单个节点进过初始的通信和协议，通过自组织方式自行配置，形成一个传输信息的单跳链接或一系列无线网络节点组成的网络，协同形成对目标的感知视场。传感节点检测的目标信号经过传感器本地简单处理后通过单播或广播以多跳的方式通过邻近传感节点传输到观测节点。用户和远程任务管理单元则能够通过卫星通信网络或Inteernet等外部网络，与观测节点进行数据信息的交互。观测节点向网络发布查询请求和控制指令，接受传感节点返回的目标信息。

3、使用的试验箱以及软件支持

物联网创新试验系统IOV-T-2530采用系列传感器模块和无线节点模块组成无线传感网，扩展嵌入式网关实现广域访问，可实现多种物联网构架，完成物联网相关的各种传感器的信息采集、无线信号收发、Zigbee网络通讯，组件控制全过程。该工具提供了无线传感网通信模块，基本的传感器及控制器模块、嵌入式网关、计算机服务器参考软件等。

4、实现温湿度采集系统节点模块设计

实验系统包含4个无线传感网通信节点和一个无线网络协调器，其中具体情况如下：

无线节点模块：主要有射频单片机构成，MCU是TI的CC2530，2.4G载频，棒状天线。

传感器及控制模块：包括温湿度传感器模块，继电器模块和RS232模块等，也可以通过总线扩展用户自己的传感器及控制部件。

电源板或智能主板：即实现无线节点模块与传感器及控制模块的连接，又实现系统供电。其整体框图模块如下：

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图（4）温湿度采集模块

4.2实现温湿度采集的软件部分

实现温湿度数据的采集的软件部分主要有Zig Bee 技术概述，协议栈整体架构，Zig Bee协议栈网络层，AODV路由协议等几部分组成。而Zig Bee协议层主要包括：网络层概述，网络层所实现的功能，网络层中常用的路由协议。AODV路由协议主要包括：协议概述，协议的基本原理，AODV路由协议消息控制帧。以下将是温湿度采集的软件部分各部分的集体介绍：

1、Zig Bee 技术概述

Zig Bee技术的使用与发展很大程度上弥补了无线通信市场上低功耗，低成本，低速率的空缺。同时随着ZigBee技术的深入发展和应用，越来越多的注意力和研究力量将会转到应用的设计，实现互联互通测试和市场的推广等方面。ZigBee技术的关键是发展是一种易布建，低成本，低功耗的无线网络。 ZigBee技术的应用前景非常好。Zig Bee在未来的几十年里将在工业无线定位，工业控制，消费电子，汽车自动化，家庭网络，医用设备控制等多个控制领域具有广泛的应用，特别是工业控制和家庭自动化，将会成为今后ZigBee芯片的主要领域。通常符合以下条件之一的应用，都可以采用此技术。

（1）网络多：需要数据采集或监控的网络多。

（2）低传输量：要求传输的数据量不大且要求数据成本低。 （3）可靠性高：要求数据传输可靠性，安全性高。

（4）体积小：设备体积很小，体积较大的充电电池或者电源模块不方便放置’

（5）电池供电。

（6）覆盖量大：所需检测点多，地形复杂，需要较大的网络覆盖面积。

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（7）现有移动网络的覆盖盲区。

（8）遥测，遥控系统：使用先从移动网络进行的地数据量传输。 （9）局部区域移动口标的定位系统：使用GPS效果差，成本高‘

ZigBee无线传感网是基于IEEE802.15.4技术标准和ZigBee网络协议而设计的无线传输数据网络，该网络主要应用在压力过程控制数据采集，流量过程数据采集，温湿度监控，工业控制，数据中心，社区安防，设备监控，环境数据监控，制冷监控，仓库货物监控等方面。使用与蔬菜大棚温度，湿度和土壤酸碱度的监控，钢铁冶炼温度控制，煤气抄表等各个领域。这种网络主要用于无线系统中短距离的链接，提供传感网络接入，能够满足各种传感器的数据输出和输入控制的命令和信息的需求，实现系统网络化，无线化。

ZigBee技术是一种应用与各种电子设备之间的无线通信技术，这种通信网络是基于中短距离范围内，低传输速率下的，根据ZigBee技术的本质，它具有下列特性：低功耗’高速扩展，可靠性等。

2、ZigBee协议栈网络层

ZigBee协议栈网络层必须提供一定的功能，其主要是提供一些必要的函数，以保证IEEEE 802.15.4_2003ZigBee协议栈的MAC层能够正确操作，正常工作，并且为应用层提供一个合适的服务接口。为了和应用层通信，必须向其提供接口，网络层的概念包括了两个必要的功能服务实体。她们分别为数据服务和管理服务实体。网络层数据实体通过网络层相关的数据库服务接网络层入点提供络层网络管理服务，网络层管理实体利用网络层数据实体来获得一些网络管理任务，并完成一些网络的管理工作。并且网络层的管理实体还维护一个管理对象的数据库，叫做网络信息库，网络层管理实体完成对网络信息库的维护和管理。

4.3总体结构软件图 1、串口通信设计 程序流程图及核心代码：

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代码清单：

/******************************************************************************

******************** * 函数名称：initUART

* 功能描述：CC2530 串口初始化

*******************************************************************************

*******************/ void initUART(void) {

PERCFG = 0x00; //位置 1 P0 口

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