ZigBee协议的研究及其在单总线测温系统中的应用

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单总线技术具有连线简单、成本低廉的特点,广泛应用于对多点进行测温的场合。但是随着测温区域的扩大,单总线网络存在覆盖率,扩展性,灵活性等方面的不足。   ZigBee技术是一种低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术,在家用系统控制、工业监控、无线传感器网络等场合具有广阔的市场空间。本文对ZigBee协议及单总线协议进行了深入的分析,采用了单总线网络与无线ZigBee网络相结合的方式,扩大了测温范围,提高了整个信息系统的可扩展性。   本文设计了具有ZigBee无线通信功能的单总线测温节点,并对ZigBee技术支持的三种网络拓扑结构进行了比较。采用树型拓扑组建ZigBee网络,对网络中的节点地址采用分布式地址分配机制进行分配,详细说明了节点在建立网络,加入网络等问题上的处理流程,同时采用二叉树算法实现了单总线ROM的动态加载。   本文对TI公司提供的基于ZigBee技术的无线解决方案进行分析,设计硬件及搭建实验平台,提出了硬件系统的详细设计方案。采用硬件调理电路改善了温度传感器PT100的非线性,通过曲线拟合的方法建立了温度与电压之间的对应关系,并对ZigBee无线传输的性能进行测试。   软件平台采用IAR Embedded Workbench for mcs-51(简称EW)及KEIL C,利用现有协议栈和部分参考源代码对测温节点功能软件进行了设计与调试。采用1个协调器节点,2个路由节点及7个终端节点构建树状拓扑网络,并对其进行测试,测试表明,节点可以灵活构成无线传感器网络,网络性能稳定,有效的通过路由方式扩大了测温范围。
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