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Zigbee无线网络在馆藏图书温湿度监控系统中的应用

来源:中国一卡通网  作者:  发布时间:2012-05-28 09:31:09  字体:[ ]

关键字:Zigbee技术  传感器无线网络  监控  

摘   要:Zigbee是一种能满足低成本、低能耗无线通信技术协议标准,主要应用于近距离无线连接、控制。介绍Zigbee技术的主要特点,并通过Zigbee传感器无线网络连接将馆藏图书的温湿度信息经射频发射器传送到控制室的接收器模块上,并显示温湿度。能够让管理员在控制室及时了解各房间的温湿度情况及各控制器的运行状态。管理员能够设置各无线节点实现对图书馆的自动和手动温湿度控制。


  2.3.3 CC2430模块

  CC2430芯片以强大的集成开发环境作为支持,内部线路的交互式调试以遵从IDE的IAR工业标准为支持,得到嵌入式机构很高的认可。它结合Chipcon公司全球先进的Zigbee协议栈、工具包和参考设计,展示了领先的Zigbee解决方案。其产品广泛应用于汽车、工控系统和无线感应网络等领域,同时也适用于Zigbee之外2.4GHz频率的其他设备。

  1)CC2430芯片的主要特点:高性能和低功耗的8051微控制器核,集成IEEE802.15.4标准的2.

  4GHz的RF无线电收发机,优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性,集成了14位模数转换的ADC,集成AES安全协处理器,带有2个强大的支持几组协议的USART,以及1个符合IEEE 802.

  15.4规范的MAC计时器、1个常规的16位计时器和2 个8 位计时器,强大和灵活的开发工具。

  CC2430的Zigbee基本组成如图6所示。 



  图6 CC2430结构

  2)典型应用电路。CC2430的典型应用电路如图7所示。 



  图7 CC2430的典型应用电路

  3 馆藏图书温湿监控无线网络的软件设置

  馆藏图书无线测控网络中的软件主要包括协议栈软件和应用软件。协议栈软件一般由芯片或Zigbee集成产商提供。系统基于Zigbee协议栈进行开发,应用开发主要针对具体应用开发出系统应用层软件程序。本应用的软件编程主要分为网络协调器应用软件和传感器测控应用软件。协调器负责管理网络、汇聚数据和提供与计算机管理软件的接口,传感器测控数据通过网络无线节点的控制节点控制是否启动变频调速控制空调或加湿机。本系统使用星形网络实现通信,网络配置一个网关(协调器)和多个传感器节点,在星形网络中所有的传感器节点只与网关通信,为实现这一功能,网关必须知道每个采集节点的网络地址,这需要每个节点在加入网络后把网络地址发送给网关,网关收到网络地址后建立地址表并存储,以便用户要求采集数据时依据地址表来采集每个传感器的数据。IEEE802.15.4MAC数据包最大长度为127字节,每个数据都由头字节和16CRC值组成,在数据传输中使用应答数据传输机制,设置ACK标志位为1的帧会被接收器应答,如果在一定期限内未收到应答,则证明采集节点发生错误。由CC2430元件为核心组成的Zigbee测控网络的协调器和控制节点的软件流程如图8、图9所示。 



  图8 网络协调器程序流程 

  图9 RFD节点程序流程

  4 结束语

  Zigbee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标签技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。Zigbee技术弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺,其成功的关键在于丰富而便捷的应用,而不是技术本身。Zigbee无线网络成本低,双向全时的特点在馆藏图书温湿度监测等方面得到广泛的应用。

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