基于ZigBee技術的溫度監測系統的研究

2 溫室大棚分布式監測系統的工作原理及zigBee網絡在系統中的工作架構
溫室大棚分布式監測系統的工作原理為：由網狀分布的ZigBee節點通過溫度傳感器和濕度傳感器采集數據然后將數據傳送至主節點，由主節點再將匯總的數據通過PTR2000傳送至上位機，上位機將數據存入ACCESS數據庫表中，上位機的軟件可以顯示實時數據，歷史數據，并對數據進行處理對管理者提出合理的建議，并分析歷史數據做出智能化的管理。
其中網狀網絡是基于ZigBee無線傳感器網絡的，其網絡架構如圖1所示。

基于ZigBee無線網絡平臺的溫室大棚分布式監測系統具有以下幾個特點：
(1)無須布設通信線路，各設備之間實現無線自動組網連接，即降低了系統安裝成本。
(2)由于整個通信系統的各個模塊具有高集成度，高可靠性和低功耗，低成本，體積小等優點，維護保養十分方便。
(3)卓越的物理性能，整個網絡所使用的無線頻率是國際通用的免費頻段(2．4～2．48 GHz ISM)，傳輸的方式是抗干擾能力強的直序擴頻方式(DSSS)。
(4)網絡的自組織、自愈能力強，ZigBee的自組織功能：無需人工干預，網絡節點能夠感知其他節點的存在，并確定連接關系，組成結構化的網絡。

3 基于CC2430芯片的網絡節點設計
CC2430是ChipconAs公司最新推出的符合2．4 GIEEE802．15．4標準的射頻收發器。利用此芯片開發的無線通信設備支持數據傳輸率高達250 kbps可以實現多點對多點的快速組網。
CC2430芯片只需少量外圍部件配合就能實現信號的收發功能。圖2為該溫度檢測終端的硬件結構。

電路使用一個非平衡天線，連接非平衡變壓器可使天線性能更好。電路中的非平衡變壓器由電容C1和電感L1、L2、L3以及一個PCB(印制板)微波傳輸線組成，整個結構滿足RF輸入／輸出匹配電阻(50 Q)的要求。內部T／R交換電路完成LNA和PA之問的交換。R1和R2為偏置電阻，R1主要用來為32 MHz的晶振提供一個合適的工作電流。用1個32 MHz的石英諧振器(xTAL1)和2個電容(C2和C3)構成一個32 MHz的晶振電路。用1個32．768 kHz的石英諧振器(XTAL2)和2個電容(C4和C5)構成一個32．768 kHz的晶振電路。電壓調節器為所有要求1．8 V電壓的引腳和內部電源供電，電容C6和C7是去耦電容，用來為電源濾波，以提高芯片工作的穩定性。溫度傳感器DS18B20的數據輸入／輸出端DQ接 P0-0引腳，該引腳具有4 mA的輸出驅動能力。