基于CC温湿度采集系统课程设计报告完整版

*****************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院术课程设计题目：专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：摘要嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统已广泛应用于各种领域，如通信领域、工业控制、交通领域、正如温湿度采集系统的设计，其包括了数据的采集过程、传输过程以及数据的处理过程是嵌入式系统在国家森林火灾的防范、大型粮库的温湿度控制以及家庭温湿度控制等方面的典型应用。由于传统的有线方式在数据的检测、采集、以及传输过程中需要大量的节点且这些节点不集中，因此需要大量布线。为了避免该问题本设计主要从无线传感方向进行改进，本设计对温湿度的读取关键字：温湿度的采集CC2530温湿度传感器SHT10无线传感网络，来实现主从节点的数据采集和传输的。同时，需要在网络层通术的无线网络传感器是一种将传感器、控制器、计算能力、通信能力完美的结它们跟外界的物理环境交互，实时的采集信息，并且将收集到的信息通过无线传感器网络传送给远程用户。无线网络传感器一般是由一个低功耗的微控制器(MCU)和若干个存储器、无线电/光通信装置、传感器等组件所集成的，通过传感器、动臂机构、以及通信装置和它们所处的外界物理环境进行交互。由此而引入的无线传感网络更是一种开创了新的应用领域的新兴概念和如，在医院Zigbee网络可以帮助医生及时并准确的收集急诊病人的信息及又如，在工业控制领域内，就可以很好的通过无线传感网络实现厂房内不息，总的来说，我们的工作及生活在无形的改变着，变得更精致更高效更美丽。而这无形中进行着的神奇改变的关键莫过于高端的技术——嵌入式系统开一基本原理集原理长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制并在同一芯片上，与14位的A/D转换器以及串行接口电路实SHT性s期间无需发送任何指令。电源引脚(VDD，GND)之间可0nF的电容，用以去耦滤波。2.SCK用于微处理器与SHT10之间的通讯同步。由于接口包含了完全静SCK频率。态，并仅在SCK时钟上升沿有效。数据传输期间，在SCK时钟高电平时，一个外部的上拉电阻(例如：10kΩ)将信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包(1)向SHT10发送命令：，来表示数据传输的初始化。它包括：当SCK时钟高电平时DATA翻转为低电平，紧接着SCK变为低电平，随后是在SCK时钟高电平时DATA翻转为高电平。后续命令包含三个地址位(目前只支持第8个SCK时钟的下降沿之后，将DATA拉为低电平(ACK位)。在第9个SCK时钟的下降沿之后，释放DATA(恢复高电平)。(2)测量时序(RH和T)：发布一组测量命令(‘00000101’表示相对湿度RH，‘00000011’表示温度T)后，控制器要等待测量结束。这个过程需要大约11/55/210ms，分别对DATA空闲模式，表示测量的结束。控制器在再次触SCK“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以先继续执行其它任务在需要时再读出数据。接着传输2(3)通讯复位时序：SHTxx以复位串口：当DATA保持高电，触发SCK时钟9次或更多。在下一次指令前，发送一个“传输启动”时些时序只复位串口，状态寄存器内容仍然保留。二系统分析T湿度采集系统。该系统采用Zigbee无线通信技术结合传感器，通过运用对多点，两点之间的通信。并且也是基于Zigbee协议栈的中心节点和终端节点1、给智能主板供电(USB外接电源或2节干电池)；；4、将CC2530仿真器的一端通过USB线(A型转B型)连接到PC机，另一端通过10Pin下载线连接到智能主板的CC2530JTAG口(J203)；打开“…\OURS_CC2530LIB\lib10(HumiTempLight)\LCD；三详细设计度数据采集设计的实现，主要可分为二大部分，一是实现无线传感的硬件模gbee实现温湿度数据采集的硬件部分主要包括：无线传感基本结构、无线传感实现原理、本设计所使用的实验箱以及软件支持、常见的无线传感模块以及实度数据采集的硬件部分无线传感实现原理、本设计所使用的实验箱以及软件支持、常见的无线传感模无线传感器网络在设计目标方面是以数据为中心的，在无线传感器网络中，因为节点通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中，所以除了少数节点需要移动以外，大部分节点都是静止不动的。在被监测区域内，节点维持互相之间的网络连接等功能。并且由于能源的无法替代以及低功耗的多跳通信模式节，设计无线传感节点时，有效的延长网络的生命周期以及节点的低研究的核心问题，其无线传感节点模型如下图1-2所无线传感网络的建立是基于传感器加无线传输模块的，传感器采集的数传感节点和感知视场是所包括的4个基本实体对象。大量传感节点随机部署，单过自组织方式自行配置，形成一个传输信息视场。过传感器本地简单处理后通过单播或广播以多跳的到观测节点。用户和远程任务管理单元则能够通过Inrnet节点进行数据信息的交互。观测节点向网络(5)电池供电。感器模块，包括温湿度传感模块、继电器模块，保留外接电源接口，可以直接有直流温湿度数据采集的软件部分议栈网络层主要包括:网络层概述、网络层所实现功能、网络层中常用路由协力和研究力量将会转到应用的设计、实现互联互通测试和市场的推广等方面。(1)网点多：需要数据采集或监控的网点多。(2)低传输量：要求传输的数据量不大且要求数据成本低。(3)可靠性高：要求数据传输可靠性、全性高。(4)体积小：设备体积很小，体积较大的充电电池或者电源模块不便放置。置(6)覆盖量大：所需检测点监测点多，地形复杂，需要较大的网络覆盖面(7)现有移动网络的覆盖盲区。(8)遥测、遥控系统：使用现存移动网络进行的低数据量传输。(9)局部区域移动目标的定位系统：使用GPS效果差、成本高的。e个数据实体提供数据传输服务，一个管理实体提供管理、维护等服务。每个服务实体通过一个服务接入点(SAP)为其上层提供服务接口，并且每个服务接入点(SAP)提供了一系列的基本服务指令来实现相应的功能。Zigbee协议栈中(1)APP(ApplicationProgramming)：应用层目录，这是用户创建各种，(2)HAL(Hardware(H/W)AbstractionLayer)：硬件层目录，包含有管理实体(PLME)，该实体通过调用硬件层的管理功能函数，为硬件层管理服务提供其接口，同时，还负责维护由硬件层所管理的目标数据库，该数据库包含有硬件层个域网络的基本信息。据帧、确认帧和命令帧。(4)MT(MonitorTest)：实现通过串口可控各层，与各层进行直接交(5)NWK(ZigBeeNetworkLayer)：网络层目录，含网络层配置参数文(6)OSAL(OperatingSystem(OS)AbstractionLayer)：协议栈的操(7)Profile：AF(Applicationwork)层目录，包含AF层处理函数文(8)Security：安全层目录，安全层处理函数，比如加密函数等。(9)Services：地址处理函数目录，包括着地址模式的定义及地址处理函(10)0Tools：工程配置目录，包括空间划分及ZStack相关配置信息。(11)ZDO(ZigBeeDeviceObjects)：ZDO目录。(13)ZMain：主函数目录，包括入口函数及硬件配置文件。(14)Output：输出文件目录，这个EW8051IDE自动生成的。ee分别为数据服务实体(NLDE)和管理服务实体(NLME)。网络层数据实体 (NLDE)通过网络层相关的数据库服务接入点(NLDE-SAP)提供数据传输服务，网络层管理实体(NLME)通过网络层相关的管理库服务接入点(NLME-SAP)提供网络管理服务，网络层管理实体利用网络层数据实体来获得一些网络管理任务，并完成一些网络的管理工作。并且，网络层管理实体还维护一个管理对象的数据库，叫做网络信息库(NIB)，网络层管理实体完成对网络信息库 (NIB)的维护和管理。AODV自组织按需请求型距离向量路由协议(AdHocOnDemandDistanceVector,简称AODV)，AODV采用的是逐跳转发分组方式，在每个节点之间保存了路由请求和路由回答的结果，因此路由的头部不需要携带完整的路由信息，从而提高了协议的效率。算法旨在多个移动节点中建立和维护一个自启动的，动态的，多跳路由的专属网络。它是一种按需的改进的距离向量路由协议，具有按需路由协议的特点即在AODV路由协议中，网络中的每个节点在需要进行通信时才发送路由分组，而不会周期性地交互路由信息以得到所有其它主机的路由；同时具有距离向量路由协议的一些特点，即各节点路由表只维护本节点到其他节点的路由，而无需掌握全网拓扑结构。网络中连接的断开和异动都会影路由可供选择，那么收到请求的节点将会选择序列号最大的那一条。此外，AODV另一个显着的特点是它加入了组播路由协议扩展，并支持QOS。它的缺点是：不支持单向信道，原因是AODV协议基于双向信道的假设工作，路由回答分以将该过程划分为三个子模块：温度数据采集模块、数据处理模块、湿度数据dmain{UINT8adc0_value[2];floatnum0;ifrqrqsrcindexPacketfreep);if(id_lookup(rq->rq_src,rq->rq_bcast_id))Packet::free(p);存中是否有到源节点的数据分组，有，则建立好路由后开始发送数据