基于ZigBee 的多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　3.2 從節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

　　從節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)溫度采集和數(shù)據(jù)無線傳輸, 可作為簡(jiǎn)化功能設(shè)備(Reduced Function Device,RFD),以降低功耗和成本。芯片采用CC2430-F32(32kB Flash),其硬件電路和主節(jié)點(diǎn)大致相同, 只是去掉了串口通信電路,同時(shí)在從節(jié)點(diǎn)芯片的I / O 口上接入多個(gè)溫度傳感器DS18B20 以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的采集。

　　DS18B20 是“單總線
總線

　　總線是將信息以一個(gè)或多個(gè)源部件傳送到一個(gè)或多個(gè)目的部件的一組傳輸線。通俗的說，就是多個(gè)部件間的公共連線，用于在各個(gè)部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來描述總線頻率。 [全文]

”數(shù)字溫度傳感器,其測(cè)量溫度范圍為-55℃～+125℃,支持3～5. 5V 電壓供電, 主要由四部分組成:64 位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器和配置寄存器。ROM 中的64 位序列號(hào)出廠前已光刻固化,每個(gè)傳感器的序列號(hào)都是唯一的,因此可以在一根總線上掛接多個(gè)DS18B20,能極大減少I/O 口的占用。本系統(tǒng)中用DS18B20 進(jìn)行多點(diǎn)溫度采集時(shí),傳感器與從節(jié)點(diǎn)的CC2430 的連接形式如圖3 所示。

圖3 溫度傳感器節(jié)點(diǎn)連接圖

　　由于ZigBee 設(shè)備功耗很低,并且能設(shè)置成定時(shí)睡眠模式以進(jìn)一步省電,而DS18B20 本身功率也非常小,所以本系統(tǒng)中的主、從各節(jié)點(diǎn)均采用2 節(jié)1.5V 電池
電池

　　電池是一種能量轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存的裝置，它通過反映將化學(xué)能或者物理能轉(zhuǎn)化為電能。電池即一種化學(xué)電源，它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負(fù)兩極浸泡再能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中，當(dāng)連接在某一外部載體上時(shí)，通過轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來提供電能。 [全文]

供電即可滿足實(shí)際需要。

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　4.1 溫度傳感器數(shù)據(jù)采集

　　DS18B20 可設(shè)定9～12 位的分辨率,本系統(tǒng)采用12位分辨率,轉(zhuǎn)換精度為0. 0625℃,轉(zhuǎn)換溫度信號(hào)所需最長(zhǎng)時(shí)間為750ms。溫度數(shù)據(jù)由2 字節(jié)組成,以符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ),最低4 位是小數(shù)部分,中間7 位是整數(shù)部分, 1 位符號(hào)位。

　　DS18B20 內(nèi)部RAM 由9 個(gè)字節(jié)的高速緩存器和E2PROM 組成,前2 個(gè)字節(jié)即為溫度數(shù)據(jù)。通過復(fù)位指令、ROM 和RAM 功能命令,即可完成對(duì)指定DS18B20溫度數(shù)據(jù)的采集和讀取, 所有讀寫操作都是通過與CC2430 的I/O 口連接的DQ 引腳完成。

　　在一線制總線上串接多個(gè)DS18B20 器件時(shí),需要先發(fā)送跳過ROM 指令,將所有傳感器都進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換,之后通過匹配ROM 依次讀取每個(gè)傳感器的溫度數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)單I/O 口上的多個(gè)DS18B20 器件的操作。整個(gè)溫度采集的流程如圖4 所示。

圖4 DS18B20 溫度采集流程圖