基于CC2530的zigbee網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)的組合及其介紹

1、匯報人 邵沖 指導(dǎo)教師 陳侃松本學(xué)期工作計劃ZigBee技術(shù)簡介技術(shù)簡介-ZigBeeZigBee協(xié)議棧協(xié)議棧 8 8位處理器位處理器 協(xié)議棧簡介緊湊協(xié)議棧簡介緊湊 4K-32k4K-32k 網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點容納網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點容納網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點的設(shè)備信息、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)表點的設(shè)備信息、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)表、設(shè)備關(guān)聯(lián)表、與安全有關(guān)的、設(shè)備關(guān)聯(lián)表、與安全有關(guān)的密鑰存儲等。密鑰存儲等。ZigBee技術(shù)簡介技術(shù)簡介-短程無線網(wǎng)絡(luò)標準短程無線網(wǎng)絡(luò)標準WWANWMANWLANWPAN傳傳輸輸范范圍圍0.011010. 11001000數(shù)據(jù)傳輸率（數(shù)據(jù)傳輸率（Mbps）ZigBee技術(shù)簡介技術(shù)簡介-短程無線網(wǎng)絡(luò)標準短

2、程無線網(wǎng)絡(luò)標準文本文本因特網(wǎng)因特網(wǎng)/聲音聲音壓縮圖片壓縮圖片 多通道數(shù)字圖像多通道數(shù)字圖像低低 高高短程短程 長程長程ZigBee技術(shù)簡介技術(shù)簡介-無線網(wǎng)絡(luò)標準的比較無線網(wǎng)絡(luò)標準的比較ZigBeeZigBee技術(shù)應(yīng)用方案技術(shù)應(yīng)用方案基于基于ZigBeeZigBee技術(shù)的無線三表遠程抄表系統(tǒng)技術(shù)的無線三表遠程抄表系統(tǒng)采用采用MESHMESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴＞W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｃ看眴卧獦窃O(shè)置一個每幢單元樓設(shè)置一個ZigBeeZigBee遠端節(jié)點遠端節(jié)點一個小區(qū)設(shè)置一個一個小區(qū)設(shè)置一個ZigBeeZigBee中心節(jié)點中心節(jié)點ZigBeeZigBee中心節(jié)點數(shù)據(jù)通過

3、中心節(jié)點數(shù)據(jù)通過GPRS/CDMAGPRS/CDMA或或ADSLADSL上傳到集抄中心上傳到集抄中心ZigBeeZigBee技術(shù)應(yīng)用方案技術(shù)應(yīng)用方案基于基于ZigBeeZigBee技術(shù)的無線三表遠程抄表系統(tǒng)技術(shù)的無線三表遠程抄表系統(tǒng)ZigBeeZigBee無線通信模塊介紹無線通信模塊介紹ZigBeeZigBee無線串口設(shè)備特點無線串口設(shè)備特點RS232/485RS232/485接口數(shù)據(jù)透明傳輸，通過接口數(shù)據(jù)透明傳輸，通過MESHMESH網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進行串行數(shù)據(jù)通訊，使絡(luò)進行串行數(shù)據(jù)通訊，使RS232/RS485RS232/RS485數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)流可以通過多跳方式進行傳輸；流可以通過多跳方式進行傳輸；完善

4、的完善的ZIGBEEZIGBEE路由多跳功能，能夠自動組路由多跳功能，能夠自動組成復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；成復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等有點和特性。活等有點和特性。系統(tǒng)由三部分組成: 1) 用于系統(tǒng)整體管理的工控計算機; 2) 數(shù)據(jù)接收模塊, 由MSP430F123 單片機、短距離無線通信芯片CC2420、GSM 模塊構(gòu)成; 3) 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊, 由MSP430F123 單片機、短距離無線通信芯片CC2420、信號采樣電路和傳感器構(gòu)成. 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示. GSM 模塊采用德國西門子公司的TC35 模塊.工控計算機通過US

5、B 接口與GSM 模塊1 連接, 將GSM 模塊1 接收到的數(shù)據(jù)短信進行處理, 進而通過GSM 模塊1 發(fā)出指令, 指令通過GSM 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紾SM 模塊2, 再由GSM 模塊2 傳輸給主單片機MSP430F123( 通過串口通信) , 單片機根據(jù)指令選擇相應(yīng)的程序, 通過主通信芯片CC2420 發(fā)送到從通信芯片CC2420, 從單片機MSP430F123 執(zhí)行指令, 控制采集電路對相應(yīng)的采集點進行數(shù)據(jù)采集. 信息采集完畢后再由從單片機發(fā)送給主單片機, 再由GSM 模塊2 以短信的方式發(fā)送給GSM 模塊1, 最終傳輸?shù)焦た赜嬎? 計算機接收到短信后通過監(jiān)測軟件和數(shù)據(jù)管理程序, 執(zhí)行相應(yīng)的操作,

6、 最終實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集.其他系統(tǒng)的研究系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 一.溫度測量系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件設(shè)計包括上位硬件和下位硬件設(shè)計. 工控計算機通過 USB 與GSM 模塊1 連接, 同時向其提供工作電源. 主單片機的串 口通過多路開關(guān)與GSM2 模塊和主通信芯片CC2420 連接. 監(jiān)測節(jié) 點測量終端硬件電路主要由MSP430 單片機、JTAG 接口電路、鍵 盤及LCD 顯示電路、實時時鐘電路、串行接口電路、數(shù)據(jù)采集電路 等組成. 二.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案 該系統(tǒng)將基于Zigbee 技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與GSM 模塊的 數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合, 形成分布式系統(tǒng), 主要由各個無線傳感器節(jié)點、 匯節(jié)點和GSM 模

7、塊組成. 首先, 通過節(jié)點( 即一個Zigbee 無線傳感 器模塊) , 可以采集各個節(jié)點信息, 組成了星型結(jié)構(gòu)的傳感器網(wǎng) 絡(luò), 節(jié)點與匯節(jié)點之間通過Zigbee 技術(shù)實現(xiàn)無線通信, 先把數(shù)據(jù) 傳給匯節(jié)點, 匯節(jié)點含有MCU 控制進行匯總數(shù)據(jù)后再將數(shù)據(jù)直 接傳給含GSM 模塊的數(shù)據(jù)終端, GSM 模塊在通過GSM 網(wǎng)絡(luò)將數(shù) 據(jù)傳給工控計算機. 采集數(shù)據(jù)的處理 要完成對采集到的數(shù)據(jù)進行處理, 首先將現(xiàn)場數(shù)據(jù)送入從單 片機中, 從單片機對數(shù)據(jù)進行處理, 使數(shù)據(jù)合理化, 小數(shù)點的位數(shù)按要求進行四舍五入, 同時在液晶顯示 屏上進行顯示, 然后通過短距離通信傳輸?shù)街鲉纹瑱C, 再通過RS232 接口傳給G

8、SM 模塊1, GSM 模塊1 通過GSM 網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控系統(tǒng). 節(jié)點數(shù)據(jù)匯總 Zigbee 傳感器節(jié)點與匯節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸: 首先匯節(jié)點主動發(fā)送連接指令, 傳感器節(jié)點的Zigbee 模塊成功接收了數(shù)據(jù)禎和MAC 命令, 返回一個確認幀. 之后, Zigbee 模塊只會根據(jù)需求發(fā)出連接請求, 匯節(jié)點開始等候Zigbee 模塊發(fā)出連接請求, Zigbee 模塊節(jié)點進入Sleep 模式, 只有當(dāng)被喚醒的時候, 再主 動與匯節(jié)點建立連接, 這樣保證節(jié)點與匯節(jié)點之間的雙向通信的同時, 降低了功耗和保證安全性 基于GSM 的遠距離無線數(shù)據(jù)傳輸 通過通信模塊將匯節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)降紾SM 模塊1, 再經(jīng)過GSM 網(wǎng)絡(luò)以短信的方式傳輸給GSM 模塊2, 模塊2 通過USB 接口將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)管理中心( 工控機) . 數(shù)據(jù)傳輸流程如圖. 3 3 監(jiān)控中心數(shù)據(jù)處理 GSM 傳來數(shù)據(jù)由監(jiān)控系統(tǒng)進行處理, 包括監(jiān)測數(shù)據(jù)實時顯示, 故障信息處理及顯示, 報警顯示, 歷 史數(shù)據(jù)保存, 發(fā)送相應(yīng)指令等. 數(shù)據(jù)處理流程如圖下一步計劃下一步計劃1.研究ZigBee無