基于ZigBee 的多點(diǎn)溫度采集系統設計與實(shí)現

　　3.2 從節點(diǎn)硬件設計

　　從節點(diǎn)主要負責溫度采集和數據無(wú)線(xiàn)傳輸, 可作為簡(jiǎn)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(diǎn)大致相同, 只是去掉了串口通信電路,同時(shí)在從節點(diǎn)芯片的I / O 口上接入多個(gè)溫度傳感器DS18B20 以實(shí)現多點(diǎn)溫度數據的采集。

　　DS18B20 是“單總線(xiàn)
總線(xiàn)

　　總線(xiàn)是將信息以一個(gè)或多個(gè)源部件傳送到一個(gè)或多個(gè)目的部件的一組傳輸線(xiàn)。通俗的說(shuō)，就是多個(gè)部件間的公共連線(xiàn)，用于在各個(gè)部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來(lái)描述總線(xiàn)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(fā)器和配置寄存器。ROM 中的64 位序列號出廠(chǎng)前已光刻固化,每個(gè)傳感器的序列號都是唯一的,因此可以在一根總線(xiàn)上掛接多個(gè)DS18B20,能極大減少I(mǎi)/O 口的占用。本系統中用DS18B20 進(jìn)行多點(diǎn)溫度采集時(shí),傳感器與從節點(diǎn)的CC2430 的連接形式如圖3 所示。

圖3 溫度傳感器節點(diǎn)連接圖

　　由于ZigBee 設備功耗很低,并且能設置成定時(shí)睡眠模式以進(jìn)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(diǎn)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(guò)反映將化學(xué)能或者物理能轉化為電能。電池即一種化學(xué)電源，它由兩種不同成分的電化學(xué)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(zhì)中，當連接在某一外部載體上時(shí)，通過(guò)轉換其內部的化學(xué)能來(lái)提供電能。 [全文]

供電即可滿(mǎn)足實(shí)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(cháng)時(shí)間為750ms。溫度數據由2 字節組成,以符號擴展的二進(jìn)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(gè)字節的高速緩存器和E2PROM 組成,前2 個(gè)字節即為溫度數據。通過(guò)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(xiě)操作都是通過(guò)與CC2430 的I/O 口連接的DQ 引腳完成。

　　在一線(xiàn)制總線(xiàn)上串接多個(gè)DS18B20 器件時(shí),需要先發(fā)送跳過(guò)ROM 指令,將所有傳感器都進(jìn)行一次溫度轉換,之后通過(guò)匹配ROM 依次讀取每個(gè)傳感器的溫度數據,實(shí)現對單I/O 口上的多個(gè)DS18B20 器件的操作。整個(gè)溫度采集的流程如圖4 所示。

圖4 DS18B20 溫度采集流程圖