[工学]基于CC2530的无线传感器网络节点设计

基于CC2530无线传感网络系统的设计刘毅力;焦尚彬【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(036)003【摘要】提出一种基于ZigBee协议的用于测量温度的无线传感器网络方案,方案中使用CC2530无线芯片和温度传感器DS 18B20搭建了一个基于ZigBee协议栈的无线传感器网络.该网络由一个协调器充当中心节点和若干个终端节点一起,构成一个星型网络,给出了传感器节点、协调器节点的硬件设计原理图及软件流程图.实验证明节点性能良好、通信可靠,通信距离明显增大.%In the paper, a wireless sensor network scheme based on ZigBee is given to measure temperature of wireless sen-sor networks. The microchip CC2530 and temperature sensor DS18B20 are adopted in the design of wireless sensor networks based on ZigBee protocol stack. The network is composed of a coordinator acting as a central node and terminal nodes to form a star network. The hardware design schematic diagram and the software flow chart of sensor nodes, coordinator node are given in the paper. The experimental results show that the nodes have good performance and reliable communication, and the communica-tion distance increases obviously.【总页数】4页(P43-46)【作者】刘毅力;焦尚彬【作者单位】西安工程大学,陕西西安710048;西安理工大学,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TN711-34【相关文献】1.基于CC2530和SIM900A的无线传感器网络设计 [J], 陈树成;李晓波;崔明;苏连维2.基于CC2530的无线传感器节点的设计及性能分析 [J], 李忍忍;张正华;吕东方3.基于CC2530的无线传感器网络节点设计 [J], 白宏图4.基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现 [J], 肖敏敏5.基于CC2530的无线传感器网络终端节点设计 [J], 白宏图[1]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于CC2530无线传感网络系统的设计摘要：提出一种基于ZigBee 协议的用于测量温度的无线传感器网络方案，方案中使用CC2530 无线芯片和温度传感器DS18820 搭建了一个基于ZigBee 协议栈的无线传感器网络。

该网络由一个协调器充当中心节点和若干个终端节点一起，构成一个星型网络，给出了传感器节点、协调器节点的硬件设计原理图及软件流程图。

实验证明节点性能良好、通信可靠，通信距离明显增大。

关键字：无线传感网络：ZigBee；CC2530；DS18B200 引言无线传感器网络就是由安放在监测区域内大量廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个自组织网络，该网络应用前景广阔。

Z igBee 技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，可用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

1 系统硬件组成与设计本文设计的无线温度传感网络是由若干个ZigBee 终端节点和一个ZigBee 中心节点(协调器)组成，搭建成一个星型无线传感器网络，由终端节点上的温度传感器采集环境温度信息，协调器中心节点将接收到的信息及时反馈到计算机上，整体网络结构如图1 所示。

1．1 微处理器和温度传感器CC2530 单片机是一款完全兼容8051 内核，同时支持IEEE 802．15．4 协议的2．4 GHz 无线射频单片机。

最大拥有256 KB 的可编程FLASH 容量，12 个10 位精度的A／D 转换通道，21 个双向的I／O 端口，该款单片机能满足Z-Stack 运行内存容量的要求。

本文选用DS18B20 作为温度传感器，能提供9 位温度读数、设置温度上下限报警值。

1．2 终端节点硬件组成无线传感网络节点是一个微型化的嵌入式系统，构成无线传感网。

基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现二、硬件设计1. CC2530芯片CC2530是德州仪器（TI）公司推出的一款具有Zigbee通信功能的片上系统（SoC）芯片，集成了802.15.4无线通信功能以及8051微控制器。

CC2530具有低功耗、快速响应、可靠性高等特点，适合用于构建Zigbee传感网络。

2. 传感器节点传感器节点是Zigbee网络中的重要组成部分，它可以通过各种传感器采集环境信息，并通过无线网络发送到协调器节点。

传感器节点通常包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等，以满足不同的监测需求。

3. 协调器节点协调器节点是Zigbee网络中的核心节点，负责网络管理、数据协调、安全认证等功能。

在本设计中，我们选择CC2530作为协调器节点的芯片，通过其内置的Zigbee功能实现网络连接和数据传输。

4. 网络拓扑在设计Zigbee无线传感网络时，需要考虑网络拓扑结构，一般可以选择星型、网状或者混合型拓扑结构。

根据实际应用需求，可以灵活选择合适的网络拓扑结构。

三、软件开发1. Zigbee协议栈在基于CC2530的Zigbee无线传感网络中，需要使用Zigbee协议栈来实现Zigbee协议的各层功能，包括PHY层、MAC层、网络层和应用层等。

TI 公司提供了针对CC2530芯片的Z-Stack协议栈，可以帮助开发者快速实现Zigbee通信功能。

2. 网络配置在软件开发过程中，需要对Zigbee网络进行配置，包括节点连接、网络路由、数据传输等方面。

通过Z-Stack协议栈提供的API接口，可以方便地进行网络配置和管理。

3. 数据处理在传感节点和协调器节点之间，需要进行数据的采集、传输和处理。

通过Z-Stack提供的数据传输接口和协议栈功能，可以实现传感数据的采集和传输，以及协调器节点的数据处理和分发。

3. 安全认证在Zigbee网络中，安全认证是至关重要的一环。

通过Z-Stack协议栈提供的安全认证接口，可以实现节点之间的安全通信，保障网络数据的安全性。

基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现随着科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）已经成为一个热门的研究领域。

针对这一领域，我们设计了基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统，能够通过多个传感器节点进行数据采集，并通过网络传输到中心节点进行存储和处理。

系统硬件设计传感器节点采用TI CC2530芯片进行设计。

该芯片集成了ZigBee网络协议栈，可以方便地实现无线通信。

每个节点包括一个温度传感器、一个湿度传感器和一个气压传感器，用于采集环境数据。

节点与节点之间通过ZigBee协议进行无线通信，实现数据的实时传输。

中心节点采用TI MSP430单片机进行设计。

中心节点通过ZigBee协议与传感器节点进行通信，并将采集到的环境数据存储到外部存储器中。

同时，中心节点还可以通过串口与上位机进行通信，将存储的数据传输到上位机进行进一步处理和分析。

系统软件设计传感器节点的软件实现主要是通过CC2530的ZigBee网络协议栈实现的。

在每个节点的程序中，先进行对传感器数据的采集，并通过ZigBee协议将数据传输给中心节点。

中心节点的软件实现主要是通过MSP430单片机实现的。

在每个节点的程序中，首先通过ZigBee协议接收传感器节点发送的数据，并将数据存储到外部存储器中。

同时，中心节点还可以通过串口与上位机进行通信，将存储的数据传输到上位机进行进一步处理和分析。

在设计存储系统时，采用了FatFS文件系统，可以实现对数据的方便存储和查询。

系统优化最后对系统进行了一些优化。

首先是在传输方面，对ZigBee 协议进行了优化，减小了每个数据包的传输量，提高了传输速度。

其次是在存储方面，对外部存储器进行了优化，使存储器容量能够满足较大规模的数据存储需求。

结论基于CC2530网络传感器的无线数据采集与存储系统的设计与实现已经完成。