利用ZigBee技术实现温湿度数据采集系统的设计

要进行分布式监测就要首先建立分布式网络，网络通信方式的选择是很重要的，根据系统中所传输数据的特点以及系统节点多，通信节点价格要低，并且不能布线的要求我们选择了一个很新的技术——ZigBee技术来作为我们无线网络的通信方式。在数据通信方面选择了性价比最好的通信方式。

1、ZigBee简介

ZigBee是一种无线连接技术的商业化命名，该无线连接技术主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用。

ZigBee标准基于802.15.4协议栈而建立，具备了强大的设备联网功能，它支持三种主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状结构(Mesh) 和簇状结构(Cluster tree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。ZigBee是一种强调极低耗电、极低成本的短距离无线网络技术，传输速度为20 k～250 kbps，ZigBee采用DSSS技术。功耗更低，依ZigBee网站公布，以一般电池电力而言，ZigBee产品可使用数月至数年之久。它非常适用于那些需要一年甚至更长时间才需更换电池的设备。这一点非常适合抄表系统。

2、温室大棚

分布式监测系统的工作原理及zigBee网络在系统中的工作架构温室大棚分布式监测系统的工作原理为：由网状分布的ZigBee节点通过温度传感器和湿度传感器采集数据然后将数据传送至主节点，由主节点再将汇总的数据通过PTR2000传送至上位机，上位机将数据存入ACCESS数据库表中，上位机的软件可以显示实时数据，历史数据，并对数据进行处理对管理者提出合理的建议，并分析历史数据做出智能化的管理。

其中网状网络是基于ZigBee无线传感器网络的，其网络架构如图1所示。

基于ZigBee无线网络平台的温室大棚分布式监测系统具有以下几个特点：

(1)无须布设通信线路，各设备之间实现无线自动组网连接，即降低了系统安装成本。

(2)由于整个通信系统的各个模块具有高集成度，高可靠性和低功耗，低成本，体积小等优点，维护保养十分方便。

(3)卓越的物理性能，整个网络所使用的无线频率是国际通用的免费频段(2.4～2.48 GHz ISM)，传输的方式是抗干扰能力强的直序扩频方式(DSSS)。

(4)网络的自组织、自愈能力强，ZigBee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络。

3、基于CC2430芯片的网络节点设计

CC2430是ChipconAs公司最新推出的符合2.4 GIEEE802.15.4标准的射频收发器。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250 kbps可以实现多点对多点的快速组网。

CC2430芯片只需少量外围部件配合就能实现信号的收发功能。