作
业
报
告
目录
1 系统总体方案 3
1.1 系统需求分析 3
1.2 系统总体方案设计 3
2 系统硬件设计 4
2.2 协调器节点硬件设计 4
3 系统软件设计 5
3.1 通信协议设计 5
3.2 协调器节点软件流程 5
3.3 终端节点软件流程 5
3.4 上位机软件设计 6
4 部分代码 6
4.1通讯协议代码 6
4.2终端温湿度获取的代码 6
4.3协调器串口发送的代码 7
4.4上位机软件 7
4.4.1用户登录界面 7
4.4.2用户监控界面 9
5 系统测试 13
1 系统总体方案
1.1 系统需求分析
无线传感器网络是现在较热门的研究领域，其作为一个将数据采集、数据传输以及数据处理集成于一体的智能化系统，具有非常广阔的应用前景。传感器的无线数据传输可使用的技术包括Bluetooth、WIFI、Zigbee、GPRS等方式 ZigBee 协议的优势在于自组网能力，最多支持 65000 个设备组网； ZigBee 协议安全性很高，主要用于近距离无线连接。传感器节点能够采集和处理传感器的数据，并且通过ZigBee无线传输到汇聚节点，最后由汇聚节点发送到监控中心（PC机）。
1.2系统总体方案设计
选用功耗较小的CC2530芯片作为通信芯片来设计节点，基于ZigBee协议栈设计了终端节点、协调器节点，并采用低功耗的传感器，以采集室内的温湿度、光照度数据为对象，终端利用无线收发模块将采集的数据发送出去，协调器接收到消息并利用串口与PC机通信，在PC机的用户界面进行实时显示。整个用户管理软件分为前台页面和后台管理两大模块，前台页面主要实现了用户可视化管理，方便用户随时查看、统计数据。采用Acess 2003数据库服务器保存系统数据，实现数据的定义、维护、访问、更新及管理，利用ADO.NET技术将数据存储到数据库中。无线温度传输系统设计的整体思路如下图1-1所示：
传感器节点 汇聚节点 用户界面
昭陵被盗
图1-1无线温度传输系统设计的整体思路
2 系统硬件设计
本实验使用的是CC2530芯片， CC2530 具有一个IEEE 802.15.4 兼容无线收发器。RF 内核控制模拟无线模块。另外，它提供了MCU 和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令，读取状态，自动操作和确定无线设备事件的顺序。
2.1 终端节点硬件设计
DS18B20是常用的数字温度传感器，采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线，可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，抗干扰能力强。终端节点主要涉及CC253
0的LED模块、DS18B20传感器。其硬件原理图如图2-1-1、2-1-2所示：
图2-1-1 CC2530的LED模块 图 2-1-2 温湿度传感器
2.2 协调器节点硬件设计
MUC和PC机通信都是通过串口来进行，CC2530有两个USB转串口，分别是USART0和USART1。USART0和USART1是串行通信接口，它们能够分别运行于异步UART模式或者同步SPI模式。USB转串口电路如图2-2-1所示：
山东行政学院邱丽莉
图2-2-1 USB转串口电路
3系统软件设计
3.1 通信协议设计
终端节点传感器将获取的温度存在cmd[8] 、cmd[9] ，将获取的温度存在cmd[10] 、cmd[11]
将cmd数据包发送协调器，用串口发送给PC 机端。
SOF样本容量 | Sensor type | Sensor index 埋点 | Cmd id | Data | Exten Data | END |
2Byte | 1Byte | 1Byte | 1Byte | 6Byte | 2Byte | 1Byte |
| | | | | | |
说明：
SOF： 固定为0xEE 0xCC，标志一帧的开始硫铁矿制硫酸
Sensor type： 温湿度传感器0x0A
Sensor index： 固定为0x01
Cmd id： 固定为0x01
Data： 为6Byte传感器数据域
Exten Data： 为2Byte扩展数据域
END： 固定为0xFF，标志一帧的结束
3.2 协调器节点软件流程
系统软件数据接收端和串口发送程序组成，其包括初始化程序处理、接收点播消息程序、异常处理函数。如下图3.3.1所示：
图3.3.1协调器软件流程图
3.3 终端节点软件流程
系统软件由数据采集和数据接收端程序组成，包括初始化程序处理、获取温湿度、光照度函数，发送点播消息程序。如下图3.3.2所示：
图3.3.2 终端软件流程图
3.4 上位机软件设计
经过CC2530芯片处理无线传输到协调器节点，将数据解析显示在用户界面上。建立实现数据的维护、访问、更新及管理，将用户界面的数据存储到数据库中。图3.3.3上位机软件软件流程图所示：
图3.3.3 上位机软件软件流程图
4部分代码
4.1通讯协议代码
void Protocol()
{ cmd[0] = 0xEE; cmd[1] = 0xCC; cmd[2] = sensor_type;cmd[3] = sensor_index;
cmd[4] = cmd_id;cmd[5] = 0x00; cmd[6] = 0x00;cmd[7] = 0x00;
cmd[8] = 0x00; cmd[9] = 0x00; cmd[10] = 0x00;cmd[11] = 0x00;
cmd[12] = 0x00;河南发生纵火案 cmd[13] = 0xff;//结束标志位
}
4.2终端温湿度获取的代码
h_i = dht11_read_byte();h_f = dht11_read_byte(); //湿度整、小数部分；
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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