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摘要:为实现对温度的实时监测,设计了温度采集传输系统。该系统通过温度传感器MAX6613采集得到温度数据,
1 B2 D' a; S3 A2 ?/ v采用MSP430F149作为CPU从温度传感器中读取数据。CPU将温度数据通过RS-232串口传送给ZigBee RFD模块,然
5 ? a+ T3 b1 |& |5 U" S' E+ s后再通过ZigBee网络将温度数据传送给PC机。该系统设计简单,可靠性好,经济实用。
; _. ]# @, @- m关键词:ZigBee;单片机;温度采集;数据传输
- W- `* C5 B+ ~, [6 i, W# U1 ZigBee 技术! I# z$ \; o! y0 n8 d/ j" q
ZigBee即IEEE802. 15. 4技术标准,是IEEE802. 15工作组
6 f8 s- p; W. E9 O+ ]; P的标准之一,致力于实现-种适用于固定、便携或移动设备使; [( R( n/ y7 ^
用的低复杂度、低成本低功耗、低速率的短距离双向无线通信
2 p5 K% P7 U( g; W2 f1 g协议。ZigBee 可工作在2. 4 GHz、868 MHz和915 MHz3个免费
& q9 m: \" A7 i! J1 n频段上,工作在2.4CHz频段上具有250kbit/s的最高数据传2 ?% N0 f7 p8 M
输率,典型应用的可靠传输距离为10 ~ 75 m,但实际传输距离( w: P+ R9 Q9 Q. S
根据发射功率的大小和应用环境而定"。
& r- v. M$ M1 m& }& @完整协议的ZigBee模块具有自动路由和自组网功能,Zig-2 G( k+ w9 P6 B) X b' ?( V
Bee终端节点可自动接入ZigBee网络。ZigBee 网络中的设备. D" |# N& u+ U! I: C$ y+ o3 z
分为FFD(FullFunctionDevice,全功能设备)和RFD(Reduced
: t4 K/ X6 }( q; d8 aFunction Device, 简化功能设备)2种,其中FFD设备也可作为+ S1 U# D6 a! K3 F) P ^- h+ A
协调器使用。FFD 是具有路由与中继功能的网络节点,可以与$ S8 }- F. ?2 o! e
RFD节点通信,也可以与别的FFD节点通信。RFD节点作为) K0 W6 }& w5 q8 K& \
网络终端节点,相互间不能直接通信,只能通过FFD节点通信。& W g2 [) k" h1 w- x6 S* w
RFD节点不具有路由和中继功能。RFD和FFD的硬件结构完
" F- |( \- I% P- Y6 ^( R3 x全相同,只是网络层不一样。
+ L3 d" J% m E5 ^3 e2 MSP430F149
% ~! |6 S# l! yMSP430F149是超低功耗微控制器，基于真正的16位RISC4 J: b! v2 L0 y
CPU内核,16位总线结构,包括1个看门狗时钟、12位16通道
; G! o5 R( V5 D# q1 j7 }: @: H5 v的AVD转换器、定时器、高精度比较器、高速的uSART控制器、
, ?' \7 a; d. W W6 M9 Y4 ]2KB的RAM、60KB FLASH ROM、内部温度传感器具有3个捕, n* I$ u8 Q$ b: c
获/比较寄存器的16位定时器Timer, A,Timer, B,6个8位并行. h& C& }6 D. N# ?
端口,且2个8位端口有中断能力。每个外围器件都支持复杂
/ B8 A2 G! G' y
% J, C) V# b! F) w( n* f3 V. A的事件驱动型操作。同其他微控制器相比，带片内FLASH的
& ]! b4 t, E, B- W6 Q( R微控制器可以将系统功耗降低至原功耗的1/5,并且减小了硬 B5 }* P2 A) r
件线路板空间。: }+ x) o& k! U, p
3温度采集传输系统# d: G% a% h, t* u/ I
3.1温度采集原理0 N$ u( e, [; T i
该温度采集系统通过温度传感器MAX6613采集得到温度
; }8 p s0 K0 O* o9 C7 {8 _( P3 Z数据,采用MSP430F149作为CPU,从温度传感器中读取温度数
( a6 `/ s' Q% H" w6 _2 u据,然后将得到的温度数据通过ZigBee网络传送给PC机。温/ D7 |8 h3 F- C5 }
度传感器通过某种关系换算,即可得到温度与输出电压的关
8 e* @ I" s' p6 U! T8 O+ D5 d系。对于MAX6613,温度T与输出电压Vw的转换关系式为[2]
l4 ^7 Z: H6 m- ^2 jV= -0.011 23xT+1.845 5, ^) ]0 A2 k {: j
这样单片机通过模拟口采集得到传感器的输出电压,再通% }* T3 A% \2 A0 r' G9 ^ h
过上式就可获得温度数据。由于MSP430F149片内集成了A/D
6 @; @6 ]: Q6 y! V9 x+ B转换通道,因此可以直接将单片机的A/D输人通道与传感器的 @- z" g7 L2 a
模拟电压输出通道相连接。
, P2 A3 L6 O4 B- Q& L/ q1 E3.2系统组成与工作原理, i3 b2 G. Q8 d2 v/ R, E. f8 `5 [
该温度采集传输系统的组成结构如图1所示。系统采用% V! S( i) @. a/ W
星型ZigBee网络,可同时对多个设备进行温度采集。
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! z6 w9 U2 f4 I' ~( v附件下载：% r4 B( p& d+ w8 Y- u" Y) a$ ~$ v
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发表于 2020-3-31 09:26
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