基于zigbee无线温湿度数据采集单元硬件设计

1、指导老师：郭建昌姓 名：黄 亮 班 级：05493班 专 业：电子信息工程基于基于zigbeezigbee无线温湿度无线温湿度数据采集单元硬件设计数据采集单元硬件设计 本设计主要是在基于本设计主要是在基于zigbeezigbee协议的基础上，实现温湿度数据协议的基础上，实现温湿度数据的采集，然后把数据传输给的采集，然后把数据传输给pcpc机来集中处理与显示。此系统包括机来集中处理与显示。此系统包括了了zigbeezigbee网络节点的设计，电源设计，温湿度数据采集单元的设网络节点的设计，电源设计，温湿度数据采集单元的设计，串口通信的设计，系统总的设计框图如下所示：计，串口通信的设计，系统总的设

2、计框图如下所示： zigbeezigbee网络节点的设计采用网络节点的设计采用cc2430cc2430芯片，温湿度数据采集使芯片，温湿度数据采集使用用sht11sht11芯片，此芯片是一种全新的数字式的芯片；串口通信使芯片，此芯片是一种全新的数字式的芯片；串口通信使用用rs232rs232通信标准；电源采用锂电池供电。通信标准；电源采用锂电池供电。1.zigbee1.zigbee网络节点的电路设计网络节点的电路设计 此电路的各项参数描述如下：此电路的各项参数描述如下： 主要由两个晶振（主要由两个晶振（xtal1xtal1和和xtal2)xtal2)电路和一个电路和一个pcbpcb射频电路组成射

3、频电路组成. . 其中其中c191c191，c221c221为为22pf22pf，连接，连接32mhz32mhz晶振电路；晶振电路；c241c241，c421c421为为220nf220nf，去耦合，去耦合电容，用来电源滤波，以提高芯片工作的稳定性；电容，用来电源滤波，以提高芯片工作的稳定性；c341c341为为5.6pf5.6pf，电路，电路中的非平衡变压器由电容中的非平衡变压器由电容c341c341和电感和电感l341l341、l321l321、l331 l331 以及一个以及一个pcbpcb微微波传输线组成，整个结构满足波传输线组成，整个结构满足rfrf输入输入/ /输出匹配电阻输出匹配

4、电阻(50)(50)的要求的要求 ；c431c431，c441 c441 为为15pf15pf，低功耗设计，此电路为可选；，低功耗设计，此电路为可选； r221r221为为56k56k，r221r221和和r261r261为偏置电阻，电阻为偏置电阻，电阻r221r221主要用来为主要用来为32mhz32mhz的晶的晶振提供一个合适的工作电流振提供一个合适的工作电流； xtal1xtal1为为32mhz32mhz晶晶掁掁，用，用1 1个个32mhz32mhz的石英谐振器（的石英谐振器（xtal1xtal1）和）和2 2个电容个电容（c191c191和和c221c221）构成一个）构成一个32mh

5、z32mhz的晶振电路；的晶振电路； xtal2xtal2为为32.768khz32.768khz晶晶掁掁，用，用1 1个个32.768khz32.768khz的石英谐振器（的石英谐振器（xtal2xtal2）和）和2 2个电容（个电容（c441c441和和c431c431）构成一个）构成一个32.768 khz 32.768 khz 的晶振电路。的晶振电路。2.2.复位电路和电源选择复位电路和电源选择 各个芯片个工作电压如下各个芯片个工作电压如下：芯片名称芯片名称工作电压工作电压 cc2430 cc24302.0-3.6v2.0-3.6v sht11 sht112.4-5.5v2.4-5.5

6、v rs232 rs2323.3-5v3.3-5v根据以上各个芯片的工作电根据以上各个芯片的工作电压，选用锂电池供电，锂电压，选用锂电池供电，锂电池具有供电时间长，节能的池具有供电时间长，节能的优点。优点。复位电路如下所示：复位电路如下所示： 复位电路采用典型的复位电路采用典型的rcrc复位方式，它具有上电复位和复位方式，它具有上电复位和手动复位两种复位功能，且低电平有效。值的注意的是，手动复位两种复位功能，且低电平有效。值的注意的是，为了使系统达到有效复位，应是为了使系统达到有效复位，应是reser-nreser-n端保持端保持10ms10ms的低的低电平。电平。3.3.温湿度采集电路温湿度

7、采集电路使用使用cc2430cc2430的的i/oi/o口来模拟口来模拟i2ci2c总线，总线，p0_0p0_0来虚拟数据线来虚拟数据线datadata，p0_1p0_1来虚来虚拟时钟线拟时钟线sck,sck,并在数据线端口连接一个并在数据线端口连接一个10k10k的上拉电阻，以此来进行温的上拉电阻，以此来进行温湿度数据采集后把数据传输给主处理芯片湿度数据采集后把数据传输给主处理芯片。2i c2i c4.4.串口通信的电路设计串口通信的电路设计 发送数据时，发送数据时，rs-232rs-232串口数据经过串口数据经过max232max232将电平转换位将电平转换位ttlttl电平，在电平，在通过通过cc2430cc2430无线发送。接收数据则是发送数据的逆过程，无线发送。接收数据则是发送数据的逆过程，cc2430cc2430先接收先接收到数据信号，然后经过到数据