基于ZigBee的无线数据采集系统.doc

无线数据采集控制系统的设计课程名称专业综合课程设计课程设计总评成绩学生姓名、学号学生专业班级指导教师姓名课程设计起止日期2016.11.7-2016.12.1无线数据采集控制系统的设计第1章需求分析1.1课程设计题目无线电子开关1.2课程设计任务及要求无线电子开关的设计PC端用java编写程序通过串口给CC2530模块A发送开关等指令CC2530模块A通过射频模块将指令以无线方式发送给CC2530模块BCC2530模块B根据指令开灯或关灯。针对给定的任务结合专业课程和专业知识完成系统的硬件或软件设计对硬件设计：要求完成系统和接口设计并能动手制作和调试对测量结果进行分析处理。设计须提供实物成果。对软件设计：要求能够熟悉软件工具设计其算法或者是系统结构实现该算法和软件能够对其计算过程进行推导或者是说明软件系统结构并能调试成功对实验结果进行分析处理。通过专业综合的课程设计使学生能够综合掌握无线传感网技术、java语言程序设计、数据库等课程的专业知识要求学生经过课程设计的教学环节进一步理解无线传感器网络的结构和组成原理掌握数据采集节点无线传输串口通信等模块的基本设计方法完成系统应用程序的设计。通过专业综合课程设计提高学生电子信息系统综合设计能力。掌握电子信息系统的基本开发过程及应用方法。要求学生经过课程设计的教学环节进一步理解电子信息系统的设计方法根据所选择的对象进行应用系统的硬件和软件设计提高学生专业的综合素质及专业能力。1.3软硬件运行环境及开发工具软件开发环境为eclipse+IAREmbeddedWorkbench硬件开发环境为CC25301.4主要芯片说明CC2530是ZigBee无线数据传输其中的一个核心芯片它能够以非常低的总材料成本建立强的网络节点。CC2530芯片有四种不同的闪存版本：分别具32/64/128/256KB的闪存。CC2530芯片工作实具有不同的运行模式使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。在业界内CC2530结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈提供了一个强大和完整的ZigBee解决方案。CC2530芯片共包含了40个引脚引脚的排布如图1所示：图1：cc2530引脚图CC2530芯片模块大致可以分为三类：CPU和内存相关的模块；外设、时钟和电源管理相关的模块以及无线电相关的模块。（1）CPU和内存：CC253x芯片系列中使用的8051CPU内核是一个单周期的8051兼容内核。（2）调试接口：执行一个专有的两线串行接口用于内电路调试。（3）I/O控制器：负责所有通用I/O引脚。（4）五通道DMA控制器：系统可以使用一个多功能的五通道DMA控制器使用XDATA存储空间访问存储器因此能够访问所有物理存储器。（5）定时器1：是一个16位定时器具有定时器PWM功能。。（6）内置MAC定时器：是专门为支持IEEE802.15.4MAC或软件中其他时槽的协议设计。（7）定时器3和定时器4：是8位定时器具有定时器/计数器/PWM功能。（8）睡眠定时器：是一个超低功耗的定时器计算32kHz晶振或32kHzRC振荡器的周期。（9）看门狗：一个内置的看门狗允许CC2530在固件挂起的情况下复位自身。第2章系统总体设计2.1系统组成方案由eclipse编写上位机程序TAR编写下位机程序通过无线方式发送命令。如图2图2：设计方案2.2系统工作原理上位机程序以轮询方式通过PC串口向ZigBee节点A发送命令light:1011节点A通过无线方式向节点B转发命令light:1011节点B接收到命令后点亮蓝灯黄灯和绿灯（1点亮0熄灭）。上位机程序以轮询方式通过PC串口向ZigBee节点A发送命令light:1011节点A通过无线方式向节点C转发命令light:1011节点C接收到命令后点亮蓝灯红灯和绿灯（1点亮0熄灭）。2.3系统构建PC端用java编写程序通过串口给CC2530模块A发送开关等指令CC2530模块A通过射频模块将指令以无线方式发送给CC2530模块B和模块CCC2530模块B和模块C根据指令开灯或关灯。根据指令（light1或light2）第5位判断后缀为1或者为2节点B和