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基于ZigBee无线传感网络的家居环境监测系统的设计
学生：黄继鹏 指导老师：褚红燕
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ZigBee的简要介绍 ZigBee是一种低速无线个域网技术，它适用于通信数据量不大，数据传输率相对比较低，分布范围较小，但对数据的安全可靠有一定的要求，而且要求成本和功耗非常低，并容易安装使用的场合。它具有以下几个特点： （1）较灵活的工作频段 Zigbee联盟定义了2.4GHz频段和868/915MHz。2.4GHz频段在全世界范围内是通用的，而868/915MHz频段分别适应欧洲和北美。共有27个信道。免注册的频段和较多的信道使ZigBee的使用更加灵活、方便，特别是选用2.4GHz频段的设备，可以在全世界的任何地方使用。
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（2）低功耗 这是 ZigBee的一个显著特点。 由于工作周期短、收发信息功耗较低，以及采用了休眠机制，ZigBee 终端仅需要两节普通的五号干电池就可以工作 6 个月到 2 年。 （3）网络容量大 每个 ZigBee 网络可支持 255 个设备，若是通过网络协调器，网络可以容纳 6.50 万多个节点设备，再加上各个网络协调器可以互连，整个网络的节点数目将十分可观。 （4）低成本 zigbee协议栈是在 的基础上发展而来的， ZigBee联盟制定了网络层和应用层，开发者只需在此基础上编写应用代码即可，并且免专利费。近几年，由于zigbee技术的发展，国外CC2430芯片已经达到了1美元，国内价格在20-30元。
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ZigBee应用方面： 智能家居楼宇：家居环境、无线抄表、家电控制； 工业控制：安防警告 、无线定位； 农业控制：远程环境监控；
医疗：无线呼救。
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ZigBee协议由物理层（PHL）、媒体访问控制层（MAC）、网络层（NWK）和应用层（APL）组成。网络层及以上协议由ZigBee联盟制定，PHY和MAC层使用的是IEEE802.15.4标准。
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硬件电路的设计 协调器部分设计 协调器节点有cc2430模块和RS-232通信模块、电源模块三部分组成。 协调器节点结构图： CC2430
按键模块 天线单元 电源 时钟
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时钟部分： Zigbee主控芯片：其中7,20,40,47接3.3v；27~31,37~40接1.8v。 天线部分：32,33,34
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电源部分：两节干电池为3v，而所需电压除2.4v—3.3v外还需1.8v电压。
串口部分：采用RS232串口实现与计算机通信
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传感器节点设计 传感器节点由传感器模块、cc2430模块和电源供应模块三部分组成其中除了传感器模块不一样外其余均与协调器节点相同。
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◆晶振设计: CC2430工作需要1个时钟晶振，晶振为32MHz，为无线收发提供时钟。C13和C14为32MHz晶振的负载电容，电容值取决于负载电容的大小。CL=l/(1/C13+l/C14)+Cf，其中CL典型值为16pF，Cf为2~5pF，保证晶体振荡器的产生频率的准确和稳定。所以C13和C14的典型值为22pF。R4为晶振提供合适的工作电流,选取为56 KΩ。 ◆偏置电阻设计:R5为电流基准发生器的精密电阻。其值为43KΩ。 ◆电压协调器:片上电压协调器为片上提供1.8V电压，C11选择220nf使其更稳定。 ◆电源的去耦和滤波:为得到更好的电源性能，选择了合适的去耦电容C15对电源去耦，芯片资料给出了参考电路。
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数据传输过程
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