基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计

0 引言

随着计算机网络技术及无线移动通信技术的迅速发展，各种新的无线网络通信技术不断涌现，如GSM,3G等无线移动通信技术以及蓝牙、WiFi等无线局域网技术，它们越来越被人们所熟悉和应用。然而，这些技术的设备系统非常复杂，且功耗较大、成本很高，不便于在一些低数据速率和通信范围较小的场合使用，例如数据采集系统、智能家居等领域。近年来，无线传感网的出现为这些问题带来了更好的解决方法，其中ZigBee作为一种低复杂度、低功耗、低成本的低速率无线连接技术越来越被人们所重视，开发应用ZigBee技术的无线设备已成为业界的一个热点。本文设计一种基于ZigBee的温湿度数据采集系统，利用CC2430通信模块组建小型无线传感器网络，并实现了传感器网络的软硬件设计。其算法经干扰环境下测试表明，网络具有较强的鲁棒性和自组能力。

1 ZigBee技术及CC2430简介

1.1 ZigBee技术

ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率和低成本的无线网络技术。它是介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，主要用于近距离无线连接。一般而言，随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和最低成本的技术。由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点，决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。所以ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。

1.2 CC2430芯片

该设计的微处理器使用TI公司的CC2430,它可用于2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee的片上系统解决方案。CC2430内部整合了IEEE80 2.15.4标准的2.4 GHz的RF无线电收发机、内存和微控制器。它使用一个8位MCU（8051），有128 KB的可编程闪存和8 KB的RAM,同时还包含ADC、定时器、AES-128协同处理器、看门狗定时器、掉电检测电路等。CC2430芯片采用0.18μm CMOS工艺生产，封装尺寸仅7 mm×7 mm.微处理器全速工作频率为32 MHz,在接收和发射模式下，电流损耗约为27 mA.CC2430的休眠模式以及其从休眠模式转换到工作模式的超短时间（在微秒级）的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。

2 数据采集系统总体架构
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