发布时间 : 星期日 文章基于Zigbee(CC2530)的温湿度上位机监测系统设计 - 毕业设计 - 图文更新完毕开始阅读32f176d1e87101f69f31958e
PHY提供两种两种类型的服务：即通过实体接口(PLMN)对PHY层数据和管理提供服务，PHY层数据服务可通过无线物理信道接受和发送物理层协议数据单元(PPDU)来实现[2]。
PHY层主要作用是负责无线数据的收发、数据能量的检测、信道的选择、清除信道
选择(CCA)、及通过物理媒体对数据包进行收发[2]。
MAC主要的作用就是信道的管理、信道接入、时隙管理、发送确认帧、发送状态连
接和断开状态的请求。还提供一些合适的安全机制[2]。
物理PHY层 图1 ZigBee协议层示意图 应用框架层 网络安全层 MAC层 IEEE 802.15.4 ZigBee协议 2.1.2 网络拓扑结构
ZigBee技术根据相关的应用有三种拓扑结构分别为：星形拓扑结构、树形和网状拓
扑结构。如图2所示。
星形结构 网状结构 图2 ZigBee网络拓扑结构图
树状结构 协调器 路由器 终端
星形结构是由一个协调器、多个路由器和终端组成，协调器能同时和路由器和终端
组成网络通信。其中路由器和终端不能直接通信，必须通过协调器进行转换操作，才能实现数据的交换。
网状结构与星形结构不同的是，它各路由器之间也能相互通信，各路由器又能和协
调器进行数据的交换，路由器分别把终端采集的数据通过路由器的转换、通信反馈给协
调器。
树状结构特点更明确，类似于等级似的数据交换，一个路由器只负责自己旗下的几
个终端节点，不与其他路由器通信，只与协调器进行数据交换。然后协调器要控制终端也必须经过他们的各自所归属的路由器。 2.2 硬件芯片介绍 2.2.1 CC2530芯片
CC2530是德州仪器（ TI ）公司专为适应物联网大潮而设计的一款专用于IEEE
802.15.4无线局域网协议的专用片上系统芯片(SOC)。能以非常低的功耗和成本建立强大的无线个人局域网节点。与其他众多嵌入式芯片不同的是，它集成了业界领先的RF收发器，当开发者使用就无需再进行额外的无线模块外围电路的设计。大大减小了硬件开发者难度开发者。CC2530采用工业增强型的8051内核，内部系统带有可编程的FLASH存储器，8—K的RAM和其他MCU资源。CC2530有四种不同的型号：CC2530F32/64/128/256，主要是根据Flash大小区分：32/64/128/256KB的Flash存储器。目前广泛应用于物联网、智能家居行业。
图3 CC2530芯片引脚图
2.2.2 DHT11温湿度传感器
DHT11是一款价格低廉的、内部含有已校准数字信号输出的温湿度传感器，是市场
上非常常见的复合数字传感器。由于其价格低廉，开发使用方便，因此广泛使用于汽车、测试及检测装备、除湿器、温湿度调节器等场合。其内部还有电阻式感湿元件、NTC测阻元件、OPT以及MCU控制电路模块；将这些部件封装在一起，实现温湿度数据的采集处理；通过单总线的方式输出。
湿度测量范围：20%～90% 湿度精度：±5%RH 温度精度：±2℃ 分辨率：1
图4 DHT11实物图 封装：4针单列直插
表1 DHT11引脚功能说明
PIN 1 2 3 4
名称 VCC DATA NC GND 注释 供电3-5.5DC 单总线，串行数据 空脚，请悬空 接地，电源负极 2.3 开发环境介绍 2.3.1 IAR开发环境
IAR是目前嵌入式开发工具中非常流行的一款开发软件，它集成C/C++编译器、调试
器于一体的优势获得了众多嵌入式开发工程师的青睐。它是全球领先的的嵌入式开发工具和服务的供应商IAR Systems所提供，支持目前全球众多知名半导体公司的微处理器。全球众多著名的半导体公司也在使用IAR公司的产品。开发的嵌入式产品主要应用于消费电子、航空航天、工业控制、汽车电子、医疗电子等众多领域。
IAR公司根据市场上不同的微处理器芯片的内核，提供了不同的版本。我们这里用
到的是IAR Embedded workbench IDE for Intel MCS-8051 这种版本的IAR开发环境主要是为8051内核的微处理器。其软件界面如图5。
图5 IAR开发环境界面
2.3.1 labVIEW 2013开发环境
labVIEW是美国国家仪器( NI )公司推出的的一款程序开发开发环境，该公司还有
一款非常经典电路仿真软件Multisim，也受到了广大电子工程师的喜爱。LabVIEW也是类似于C、BASIC等程序开发环境类似，但他不同的于其他计算机开发语言的是它抛弃了传统的文本式的语言编辑，取而代之的是图形化的编程语言进行开发，也就是人们所说的G语言，G语言最大的优势就是简单、简洁明了。这种程序开发语言对程序员的语法知识要求不是很高，所以对于非计算机类专业的人员，用到界面开发的话，labVIEWS是最好的选择。该软件的特点就是提供了非常齐全的程序控件，开发者不用关心底层是如何实现的，软件本身就提供了各类接口控件，不管是是底层嵌入式的开发，还是上层应用的开发，labVIEW都可以满足设计者的要求。labVIEW软件界面如图6所示。
图6 labVIEW2013软件界面