论文总字数：12836字

摘 要

本文针对传统数据采集方案遇到的布线困难、成本高等问题，设计了一个基于ZigBee协议，并结合STC89C52单片机的无线数据采集系统。该数据采集系统摆脱了以往有线连接方式，实现了对各种特殊环境的检测，同时还具备短距离，高精度，低功耗，低成本等特点。随着ZigBee技术的不断发展完善，该数据采集系统必将给人们带来更大的便利。

关键词：ZigBee，无线传感网络，温度采集系统

Abstract: In this paper, the traditional routing data acquisition program encountered difficulties and high cost, the design of wireless temperature acquisition system based on ZigBee protocol, combined STC89C52 microcontroller. This data acquisition system wired connection from the past to achieve the detection of a variety of special circumstances, also has short-range, high-precision, low power, low cost and so on. With the continuous development of ZigBee technology improvement, the data acquisition system is bound to bring greater convenience.

Keywords: ZigBee, wireless sensor networks, temperature acquisition system

目录

1 概述 4

1.1 选题背景： 4

1.2 研究无线传感网络的意义 4

1.3 本文主要内容和结构 4

2 系统概述与硬件选择 5

2.1 系统概述 5

2.2 系统的硬件设计 5

2.2.1 传感器DS18B20温度传感器 5

2.2.2 STC89C52单片机的介绍 7

2.3 12864液晶显示器 8

3 ZigBee技术 9

3.1 ZigBee技术概述 9

3.1.1 ZigBee技术的发展过程 9

3.1.2 ZigBee技术的特点及其运用 9

3.2 ZigBee技术与其他技术比较 10

3.3 ZigBee协议架构 11

3.4 ZigBee 无线组网及数据通信 13

3.5 cc2530芯片 13

3.5.1 cc2530芯片介绍 13

4 主程序设计 14

4.1 传感器网络数据采集模块（功能模块）的设计 14

4.1.1 总流程设计 14

5.1.2 ZigBee组网设计与实现 14

4.2 系统测试 18

4.2.1 测试步骤 18

4.2.2 系统的硬件测试、液晶的测试、协议栈的测试 18

5 基于无线传感网络数据采集系统的运用 19

结论 20

参考文献 21

致谢 22

1 概述

1.1 选题背景

当今信息技术飞速发展，涉及人民生活各个方面，它对人们生活和工作的带来的影响不言而喻，而信息技术所依赖的最根本的一步就是信息的获取，它直接影响到信息的传输、处理和运用。温度作为信息作用于农业、工业中，在各类过程中常需对温度进行检测和监控，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。但是随着科技的发展，测量环境的特殊性，温度检测的技术也不断发展。渐渐的，有线测量方式已不能满足要求。这时就需要采用无线的的方式进行温度的采集。

1.2 研究无线传感网络的意义

无线传感网络场用于环境、交通。军事等领域，因此为了满足其运用要求，通常将无线传感网络终端制作成尽量能低耗能，尽量节省信息处理便于信号收发。ZigBee技术正好符合这些要求。ZigBee技术的特点就是短延时、近距离、低耗能、低成本、高安全的双向无线通信技。其广泛运用于智能家居、工业控制、医疗等方面。

1.3 本文主要内容和结构

本文主要对无线传感网络和ZigBee技术作研究分析，重点对ZigBee网络构建作介绍和分析，在结合STc89c52单片机，以及IEE 802.15.4/ZigBee协议为基础，构建了一个小型的无线温度传感网络。

本文整体结构：

第一章概述。介绍了本文的选题背景和研究无线传感网络的意义，概述了本文主要内容，以及整体结构。

第二章系统概述与硬件选择。介绍了无线数据采集的流程，并对各位置硬件的选择和分析。介绍了STc89c52单片和DSL8B20温度采集器及其工作原理。

第三章ZigBee技术。概述了ZigBee技术发展历程，以及与其他无线网络技术做比较所具备的优点，描述了ZigBee网络的结构。

第四章主程序设计。介绍了信息发射和接收两部分工作状态。

第五章基于无线传感器网络的数据采集系统的运用。这里介绍了本论文设计的系统在各领域的运用实例以及他所具备的特点。

最后是结论，参考文献以及致谢语。

2 系统概述与硬件选择

2.1 系统概述

本设计所实现的无线温度采集系统以STC89C52单片机为核心，通过温度传感器、单片机、ZigBee无线模块，完成对温度的采集与显示。系统框图如图2.1所示：

图2.1 温度采集系统框图

首先通过温度传感器来采集温度数据，然后利用单片机进行数据转换，实现I/O口数据与串口数据的转换，再通过ZigBee模块实现数据的无线发、收，然后单片进行最后的数据转换，最终所采集的温度将显示在温度显示模块上。

2.2 系统的硬件设计

2.2.1 传感器DS18B20温度传感器

DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的一线式温度传感器。接线方便，它的电源即可在远端引入也能用寄生电源的方式产生；多个传感器可以并联到2根或3根线上，cup能与多个DS18B20数字温度传感器先练而仅通过一个端口，因此能节省大量布线和逻辑电路，非常符合本论文所设计的无线传感温度采集系统。封装成后可应用于多种场合，主要根据应用场合的不同而改变其外观。DS18B20数字温度传感器外形特点就是耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间的温度测控。

DS18B20温度传感器的特点简介：

（1）单线接口模式，只需通过一个端口就能实现通信和处理；

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