摘 要

ZigBee，中文名紫蜂技术，是一种新型的无线通信协议，其底层协议MAC层与物理层是由IEEE802.15.4标准规范定义的。低速率、低耗电、造价低、支持大量网上节点是ZigBee技术的最大特色，因为拓扑结构多、复杂程度地，而在实际应用中展现出快速、可靠、安全的效果。随着传统工业信息化的逐步推进，无线通讯已经应用在无数车间、建筑工地等生产一线。有了无线通讯技术的加持，生产效率得以提升，现场安全得以保障。ZigBee技术作为一种主流的无线通讯方式，相比于WiFi等技术有着功耗小、成本低等优势，更符合物流环境要求。

本文所研究的基于无线通信技术的皮带机运行状态检测开关便是建立在ZigBee技术的基础上，采用符合ZigBee协议的增强型C51单片机CC2530芯片作为通讯模块，以Windows窗体应用程序作为数据中心的基于无线通讯的状态开关检测系统，实现远程监测，远程控制，数据分析等一系列功能。

关键词：无线通讯；ZigBee协议：数据中心;状态检测开关

ABSTRACT

ZigBee, also known as Purple Bee, is a wireless network protocol for low-speed, short-range transmission, with media access and physical layers that are governed by IEEE 802.15.4 standards. The main features are low speed, low power consumption, low cost, support a large number of online nodes, support a variety of online topology, low complexity, fast, reliable, safe. With the gradual advancement of traditional industrial information, wireless communication has been used in countless workshops, construction sites and other production line. With the addition of wireless communication technology, production efficiency can be improved and on-site security is guaranteed. ZigBee technology as a mainstream wireless communication mode, compared with WiFi and other technologies have the advantages of low power consumption, low cost, more in line with the logistics environment requirements.

The belt machine operating state detection switch based on wireless communication technology studied in this paper is based on ZigBee technology, using the enhanced C51 microcontroller CC2530 chip in line with ZigBee protocol as a communication module, using Windows form application as the data center to construct switch detection system based on wireless communication technology , to achieve remote monitoring, remote control, data analysis and a series of functions.

Keywords: Wireless Communication; ZigBee technology; Data Center；Status Detection Switch

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 课题研究内容 2

1.4 论文结构安排 2

第2章 皮带传输机及其状态开关介绍 4

2.1 皮带传输机 4

2.1.1 皮带传输机简介 4

2.1.2 皮带传输机的特点 4

2.2 跑偏开关 4

2.2.1 跑偏开关简介 4

2.2.2 跑偏开关的选型 5

2.3 拉绳开关 6

2.3.1 拉绳开关简介 6

2.3.2 拉绳开关的选型 6

第3章 无线通讯方式——ZigBee 8

3.1 ZigBee协议 8

3.1.1 ZigBee协议概述 8

3.1.2 ZigBee协议结构 8

3.1.3 ZigBee技术特点 8

3.1.4 ZigBee 协议低功耗的原理 9

3.1.5 根据ZigBee协议建立组网的优势 10

3.2 ZigBee组网 10

3.2.1 ZigBee组网的原理概述 10

3.2.2 ZigBee组网建立流程 11

第4章 基于CC2530模块的无线通讯的方案设计 17

4.1 无线通讯的整体方案设计 17

4.1.1 系统概述 17

4.2 主要通讯模块——CC2530模块 18

3.2.1 CC2530芯片简介 18

4.2.2 CC2530芯片的特点 19

4.3 收发数据的实现 19

4.3.1 搭建CC2530的开发平台 19

4.3.2 CC2530无线通讯模块开发 20

4.4 CC2530串口通讯模块 21

4.4.1 CC2530串口模块 21

4.3.2 CC2530串口通讯功能的实现 21

4.5 数据中心的设计 22

4.5.1 Windows窗体应用程序 22

4.5.2 数据中心的操作界面设计 23

4.5.3 数据处理 24

第5章 系统检测 25

第6章 总结与展望 30

致谢 31

参考文献 32

第1章 绪论

1.1 引言

随着我国现代化建设的高速发展，传统工业像智能化，信息化方向转型的稳步推进，物流产业需要完成产业升级以满足社会经济高速增长的需求。通信技术作为物流领域各种应用的支撑技术，能够实现信息资源在物流运作过程中的高效传输和交换。^[1]因此，对于物流行业进行信息化的结构升级是理所应当的，也是势在必行的。

无线技术正逐渐渗透各行各业，并随着技术的成熟成为各行业首选的方案。无线技术可以切实的解决有线电缆安装不易、线路复杂、定期保修，同时还可以节省制造电缆的材料从而节约成本。例如,工业设施中的储存罐就是大规模地使用无线限位开关对油罐内的油高度进行距离勘测，从而可以实现对油量的把控和防护。无线技术由于没有有线系统的规划和布置线路问题，从而能够大大降低网络安装和维护费用，同时也相对于有线系统更安全，没有断线漏电等安全隐患，也无需使用保护电路，在设计时不用考虑很多控制系统以外的麻烦。支持802.15.4无线技术的设备可以做到在生产车间所占空间内无限制地传输数据，因为其具有能够穿透墙壁和地板的本领,避免了电路铺装成本的产生,同时减少了设备占用的空间可以较大程度的节约场地。随着WiFi技术、WiMax技术、RFID技术、NFC技术、ZigBee技术、4G技术等无线通信技术逐渐发展，在物流行业认可度非常高也被广泛地使用，在改造物流行业结构的过程中，可以选择的余地非常大。本系统基于无线通信技术来实现皮带机运行状态检测开关，选择ZigBee技术作为无线通信模块的核心内容，旨在合理运用和熟悉所学的知识，在生产中进行实践。