基于ZigBee 的多點溫度采集系統設計與實現

　　3.2 從節點硬件設計

　　從節點主要負責溫度采集和數據無線傳輸, 可作為簡化功能設備(Reduced Function Device,RFD),以降低功耗和成本。芯片采用CC2430-F32(32kB Flash),其硬件電路和主節點大致相同, 只是去掉了串口通信電路,同時在從節點芯片的I / O 口上接入多個溫度傳感器DS18B20 以實現多點溫度數據的采集。

　　DS18B20 是“單總線
總線

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

”數字溫度傳感器,其測量溫度范圍為-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、非易失性溫度報警觸發器和配置寄存器。ROM 中的64 位序列號出廠前已光刻固化,每個傳感器的序列號都是唯一的,因此可以在一根總線上掛接多個DS18B20,能極大減少I/O 口的占用。本系統中用DS18B20 進行多點溫度采集時,傳感器與從節點的CC2430 的連接形式如圖3 所示。

圖3 溫度傳感器節點連接圖

　　由于ZigBee 設備功耗很低,并且能設置成定時睡眠模式以進一步省電,而DS18B20 本身功率也非常小,所以本系統中的主、從各節點均采用2 節1.5V 電池
電池

　　電池是一種能量轉化與儲存的裝置，它通過反映將化學能或者物理能轉化為電能。電池即一種化學電源，它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負兩極浸泡再能提供媒體傳導作用的電解質中，當連接在某一外部載體上時，通過轉換其內部的化學能來提供電能。 [全文]

供電即可滿足實際需要。

　　4 系統軟件設計

　　4.1 溫度傳感器數據采集

　　DS18B20 可設定9～12 位的分辨率,本系統采用12位分辨率,轉換精度為0. 0625℃,轉換溫度信號所需最長時間為750ms。溫度數據由2 字節組成,以符號擴展的二進制補碼形式存儲,最低4 位是小數部分,中間7 位是整數部分, 1 位符號位。

　　DS18B20 內部RAM 由9 個字節的高速緩存器和E2PROM 組成,前2 個字節即為溫度數據。通過復位指令、ROM 和RAM 功能命令,即可完成對指定DS18B20溫度數據的采集和讀取, 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DS18B20 器件時,需要先發送跳過ROM 指令,將所有傳感器都進行一次溫度轉換,之后通過匹配ROM 依次讀取每個傳感器的溫度數據,實現對單I/O 口上的多個DS18B20 器件的操作。整個溫度采集的流程如圖4 所示。

圖4 DS18B20 溫度采集流程圖