基于ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的溫度測量

2．1 控制模塊
控制模塊以MSP430單片機為核心，是超低功耗微控制器，基于真正的16位RISC CPU內核，16位總線(xiàn)結構，每個(gè)外圍器件都支持復雜的事件驅動(dòng)型操作。同其他微控制器相比，帶片內FLASH的微控制器可以將系統功耗降低至原功耗的1／5，并且減小了硬件線(xiàn)路板空間。
2．2 無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊
主芯片采用TI-Chipcon公司推出的CC2420射頻芯片，符合2．4 GHz IEEE 802．15．4標準，適用于ZigBee產(chǎn)品。該芯片只需極少外圍元件，性能穩定且功耗極低。具有完全集成的壓控振蕩器，只需要天線(xiàn)、16MHz晶振等非常少的外圍電路就能在2．4 GHz頻段上工作，可確保短距離通信的有效性和可靠性。支持的數據傳輸率高達250 Kb／s，可實(shí)現多點(diǎn)對多點(diǎn)的快速組網(wǎng)。它的MAC層和物理層協(xié)議都符合IEEE802． 15．4規范，工作于許可的ISM頻段。
2．3 路由協(xié)議
為了保證數據的可靠，傳輸采用多路徑路由協(xié)議(MSR)，該協(xié)議是動(dòng)態(tài)源路由DSR的擴展。DSR使用的是由發(fā)送端確定的路由，而不是由各個(gè)節點(diǎn)決定下一跳的路由。這樣做的好處是中間節點(diǎn)無(wú)需保存路由信息。DSR是基于響應的，不需要周期地發(fā)送任何消息。DSR協(xié)議包括路由發(fā)現和路由保持機制兩部分。
MSR保留了DSR的路由發(fā)現機制，所不同的是得到的為多個(gè)路徑。每個(gè)被發(fā)現的路由保存在用惟一指標標志的路由緩存中，以備使用。因MSR使用源路由、源節點(diǎn)負責平衡負載，鄰接節點(diǎn)只做轉發(fā)，轉發(fā)是根據包頭指明的路徑。

3 實(shí)驗分析
實(shí)驗在兩層樓的若干個(gè)房間中布置一套基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)溫度采集系統實(shí)驗裝置，其網(wǎng)絡(luò )結構如圖3所示。每個(gè)房間都放置1個(gè)Zig Bee模塊，其中協(xié)調器節點(diǎn)是必需的。在其他地方，根據是否需要路由功能，可以放置路由器或者終端節點(diǎn)。需要給其他節點(diǎn)路由轉發(fā)數據報的節點(diǎn)配置為路由器節點(diǎn)，其他節點(diǎn)則都配置為終端節點(diǎn)。這樣所有的節點(diǎn)組成1個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )，每層樓一個(gè)協(xié)調器，數據最終傳送到PC監控主機，對每個(gè)房間實(shí)時(shí)監控，并對超出溫度范圍的點(diǎn)報警。系統可靠性高，設計成本低廉，響應速度快，在不斷發(fā)展的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中發(fā)揮極大的潛力。

4 結語(yǔ)
基于ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的測溫系統克服了有線(xiàn)傳感器測溫系統的不足，能夠支持多達128個(gè)傳感器節點(diǎn)，由于采用了多跳無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，系統的覆蓋范圍顯著(zhù)提高。該系統在典型應用情況下，能夠實(shí)現不問(wèn)斷數據采集。測溫系統中的ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )作為信息交換和處理的通用平臺，若配以不同類(lèi)型的傳感器可構成相應的測量系統，具有高度可擴展性。相信將來(lái)會(huì )有越來(lái)越多內置ZigBee功能的裝置進(jìn)入人們的生活，實(shí)現無(wú)所不在的物聯(lián)網(wǎng)生活。