基于ZigBee技术的嵌入式无线通信节点的设计与实现

发布时间：2020-04-08 14:34

【摘要】：随着嵌入式技术和无线通信技术的高速发展,对短距离无线通信的需求也越来越迫切。ZigBee技术作为近年来新出现的一种低成本、低功耗、低复杂度的短距离无线通信技术,为近场通信提供了一种良好的解决方案。本文综述了嵌入式技术和短距离无线通信技术的发展概况,给出ZigBee技术的特点及国内外的发展动态。设计了基于ZigBee技术的嵌入式无线通信系统的总体方案。完成了无线通信节点的软硬件设计。系统硬件设计方面,从无线通信系统的实际需求出发,选用符合IEEE802.15.4协议标准的CC2430芯片设计无线收发模块,采用基于ARM920T内核的S3C2440微处理器作为嵌入式系统的核心,构建了由S3C2440微处理器和CC2430无线通信模块组成的中心节点硬件平台。同时系统选用MSP430单片机为微处理器,与CC2430无线模块构建了无线通信系统的外围节点部分。整个无线通信系统实现外围节点和中心节点的数据互联。系统软件设计方面,中心节点选用开源的嵌入式Linux作为操作系统,设计了底层驱动程序,以及同PC上位机通过TCP/IP网口传输的通信程序。外围节点的软件设计主要包括MSP430单片机和CC2430无线模块通过SPI接口通信的程序。从而实现了MSP430微处理器到无线模块CC2430到ARM开发系统再到PC上位机的的数据传输。最后对整个系统进行测试,完成短距离数据传输与网络传输。测试结果表明,该系统能够可靠地完成外围节点和中心节点的通信。
【图文】：

科研院所,小企业,实际应用,公司

哈尔滨工程大学硕士学位论文来越多的芯片公司、电信开发商和无线通信公司的加入。包括lC设计、家用电器、节点、服务提供等在内的越来越多的厂商也都把ZigBee技术纳入到产品中。在ZigBee产品的开发上，国外的公司一直走在前列，丹麦的NESA公司凭借飞思半导体的ZigBee兼容平台在欧洲为自动读表系统(AMR)部署了第一套支持ZigBee统;韩国第三大移动手持设备制造商CuritelCo~皿ications公司已经开始研究世第一款ZigBee手机，该手机将可通过无线的方式将家庭或办公室的个人电脑、家电器和电动开关连接起来。由于融入了ZigBee技术，手机用户可以在短距离内操作开关及控制其他的电子设备。如图1.1所示，是ZigBee技术成功应用于无线抄表系，实现了集抄中心通过ZigBee网络对楼宇电表情况的实时监控[4]。

框图,内部结构,框图,芯片

哈尔滨工程大学硕士学位论文效的805IMCU，SKB的SRAM以及功能强大的外围模块，同时将ZigBee协置在芯片中，，再加上CC2430超低功耗的特点，使得CC2430完全可以胜任本系入式无线通信节点的无线收发模块。CC243O芯片内部还集成了看门狗(M厄tchdogtimer)、32kHz晶振的休眠模式定模数转换器(ADC)、上电复位电路(poweronreset)、定时器(Timer)以及掉电检(Brownoutdeteetion)，并且拥有21个可编程的1/0管脚。CC2430芯片在接收模电流的损耗小于27n1A，而在发射模式下，电流损耗低于251nA。由于CC243O非常短的时间就可以从休眠模式转换到工作模式，因此特别适合那些对电池寿命要求的应用。图2.3为CC2430芯片的内部结构框图[l4]。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1;TN92

【参考文献】