基于Zigbee技術(shù)和Atmega128單片機(jī)的無(wú)線傳感器硬件開發(fā)

通信工程論文編號(hào):TX337  論文字?jǐn)?shù):17571,頁(yè)數(shù):51

目錄

摘要 I
ABSTRACT III
目錄 IV
第1章 引言 1
 1.1 課題背景以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
 1.1.1 課題背景 1
 1.1.2 國(guó)外無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀 1
 1.1.3 國(guó)內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀 2
 1.2 課題的提出和擬解決的主要問(wèn)題 2
 1.3 論文結(jié)構(gòu) 3
第2章 Zigbee標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用領(lǐng)域 4
 2.1 ZigBee協(xié)議概述 4
 2.2 IEEE 802.15.4 4
 2.3 ZigBee 5
 2.4 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分類 6
 2.5 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 6
 2.5.1 星型網(wǎng)絡(luò)配置 7
 2.5.2 樹狀網(wǎng)絡(luò)配置 7
 2.5.3 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)配置 8
 2.6 網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián) 9
 2.7 端點(diǎn)綁定 9
 2.8 ZigBee優(yōu)點(diǎn) 10
 2.9 與藍(lán)牙技術(shù)比較 11
 2.10 ZigBee的應(yīng)用 11
 2.10.1 智能家庭 11
 2.10.2 智能建筑 11
 2.10.3 工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域 12
 2.10.4 醫(yī)療領(lǐng)域 12
第3章 硬件設(shè)計(jì) 13
 3.1 傳感器硬件節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
 3.2 母板的設(shè)計(jì) 13
 3.2.1 傳感器部分 14
 3.2.2 微控制器部分 15
 3.3 數(shù)據(jù)傳輸及AD轉(zhuǎn)換部分 16
 3.3.1 AD1674 16
 3.3.2 CD4052，74LS373，SN74LS00，LED 17
 3.3.3 電源部分 18
 3.3.4 母板原理圖 19
 3.4 基于CC2420的RF卡結(jié)構(gòu)的子板設(shè)計(jì) 21
 3.4.1 CC2420無(wú)線收發(fā)模塊 21
 3.4.2 CC2420內(nèi)部與它的外部電路介紹 21
 3.4.3 處理器接口 22
 3.4.4 子板的電路圖 24
 3.4.5 天線的設(shè)計(jì) 25
 3.4.6 子板的PCB圖 25
第4章 ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì) 29
 4.1 Microchip ZigBee協(xié)議棧特性 29
 4.2 溫室應(yīng)用網(wǎng)絡(luò) 29
 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)組建過(guò)程 29
 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)更新 29
 4.2.3 節(jié)點(diǎn)間通信 29
 4.3 設(shè)計(jì)分析 30
 4.3.1 初始化準(zhǔn)備階段 30
 4.3.2 配置網(wǎng)絡(luò)過(guò)程 30
 4.3.3 入網(wǎng)過(guò)程（從節(jié)點(diǎn)） 30
 4.3.4 中斷處理 31
 4.3.5 SPI口的配置和讀寫操作 34
 4.3.6 Atmega128控制LED指示燈與光電耦合開關(guān) 35
第5章 總結(jié)與展望 36
 5.1 結(jié)論 36
 5.2 展望 36
致謝 38
參考文獻(xiàn) 39
附錄 41
 附錄Ⅰ CSMA/CA算法 41
 附錄Ⅱ CPU讀溫度傳感器和濕度傳感器數(shù)據(jù) 42
 附錄Ⅲ 母板電路圖原理圖與PCB圖 44
 附錄Ⅳ 子板電路原理圖與PCB圖 46

摘要

 ZigBee是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，可以進(jìn)行信息采集、傳輸和處理，一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)之間的技術(shù)提案。它具有近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率、低成本，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。本課題通過(guò)采用Atmega單片機(jī)和無(wú)線收發(fā)模塊CC2420設(shè)計(jì)無(wú)線傳感硬件節(jié)點(diǎn)，畫出相應(yīng)的電路原理圖和PCB圖，并進(jìn)行了軟件流程以及節(jié)點(diǎn)溫度濕度程序設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步提高節(jié)點(diǎn)的處理和通信能力，還將做進(jìn)一步改進(jìn)。

關(guān)鍵詞： ZigBee，無(wú)線硬件節(jié)點(diǎn)，IEEE 802.15.4

ABSTRACT

 ZigBee holds wireless sensor network technique，communication technique ，computer  technique hanging together.，can be provided with information collection，transmission，manage. It is intervenient wireless badge and Bluetooth. ZigBee has a burgeon stone's throw, low complexity, low wear energy, low transmission velocity, low price wireless communication technique, which between wireless marker technique and Bluetooth’s technique resolution. The task transit adopt Atmega singlechip and  receive module CC2420 design wireless network hardware node，draw correspond principle chart and design software flow chart and temperature humidity program. The sensor network will be improved in the future aiming at the enhancement in data processing and communication areas.

Keywords: ZigBee, wireless hardware node, IEEE 802.15.4