基于ZigBee的磁场检测系统Word文档下载推荐.docx
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使得磁场检测变得方便简洁。
关键字:
ZigBee;
干簧管传感器;
磁场检测
Abstract
WiththeriseoftheInternetofthings,ZigBeetechnologywithitsuniqueadvantageistoprovideuswithmorehighqualityconvenienttechnologicalachievements.
ThistopicresearchisbasedonZigBeetechnology,designedandimplementedanewwirelesstransmissiontestmagneticfieldsolution.Designwithcomputercontrolend,ZigBeetechnology,hallsensormoduleofhardwaremoduletestingsystem.Implementationwhenthereisamagneticfieldsensorneartheindicatorandtheuppermachinehasthefunctionofthetip.Makethemagneticfielddetectionbecomesconvenientandconcise.
[keywords]ZigBeeMisensorMagneticfielddetection
1设计目的
本次设计要求实现一个PC端可以接收到下位机传来的数据并判断周围是否有强烈磁场的功能。
PC端控制软件可以用VB语言,对VB串口控件要熟悉的掌握。
同时要求学生对CC2530芯片编程和zigbee协议栈有相当程度的理解以及熟练的应用,熟悉ZigBee串口以及中断的使用,会基本的C语言熟练掌握IARFOR8051软件的用与程序下载以及手机软件开发环境。
2设计内容
2.1磁场检测系统的工作原理
我们运用干簧管传感器采集到的信号传输给系统处理核心单片机CC2530。
当出现磁场时时,磁场会使干簧管传感器中密封于一装填有高纯度的惰性气体玻璃管中的端点处分隔的距离仅约几个微米两片簧片端点位置附近产生不同的极性,结果两片不同极性的簧片将互相吸引并闭合,电路由高电平变成低电平。
2.2设计方案
(1)了解干簧管传感器工作原理,根据原理画好PCB原理图。
(2)根据PCB原理图自制PCB板电路,将液晶屏,干簧管,CC2530单片机等相关元件设备进行集成。
(3)测试PCB电路,检查相关电路能否正常工作,以及核心板的能否正常调试。
(4)在完成电路调试后,用jlink下载器下载调试程序成功完成程序对相关元件的驱动。
(5)实验完成后做好相应的实验总结。
3实验器材
此处用CC2530芯片用作接收信息和控制芯片,实现无线遥控,单跳控制距离可以达到100米以上,L298N驱动模块(驱动电机)
(1)干簧管传感器
(2)磁铁
(3)电脑和ZigBee核心板和JLINK下载模块及其相关的驱动
(4)杜邦线若干,电池若干(最好是可以充电的)
4实验电路图和系统框图
图3.1干簧管传感器接口电路
图3.2终端电路图
协调器原理图
协调器PCB图
图3.3终端PCB图
5相关模块的性能参数
Zigbee核心板介绍
CC2530是TI公司推出的最新一代ZigBee标准芯片,适用于2.4GHz、IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用。
CC2530包括了极好性能的一流RF,工业标准增强性8051
,系统中可编程的闪存,8KBRAM以及许多其它功能强大的特性,可广泛应用在2.4-GHzIEEE802.15.4系统,RF4CE遥控制系统,ZigBee系统,家庭/建筑物自动化,照明系统,工业控制和监视,低功耗无线网络,消费类和卫生保健。
CC2530改进了
RF性能,多达32/64/128/256KB闪存以支持更多、更广泛应用,强大地址识别和数据包处理引擎,能够很好的匹配RF前端,封装更小,IR一代电路以及支持ZigBee2007/PRO和ZigBeeRF4CE。
CC2530模块性能和参数如下:
ZigBee标准2.4G收发器;
支持802.15.4、ZigBee2007、ZigBeePRO和ZigBeeRF4CE标准。
增强型8051。
32/64/128/256KB闪存。
8KBRAM。
2个UART/12位ADC。
4个定时器。
21个通用I/O。
4种供电模式。
2.0-3.6V工作电压。
RSSI/LQI支持。
DMA功能。
支持CSMA/CA。
AES加密协处理器。
最大输出功率10dBm。
接收灵敏度-97dBm。
RX:
24mA。
TX:
29mA。
低功耗:
0.4uA
适合嵌入产品当中的尺寸:
长34mmX宽23mm
通讯距离更远,组网更灵活,带有TI全球唯一地址编码
干簧管传感器性能参数
1、采用进口常开型干簧管
2、比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,超过15mA。
3、工作电压3.3V-5V
4、输出形式:
数字开关量输出(0和1)
5、设有固定螺栓孔,方便安装
6、小板PCB尺寸:
3.2cmx1.4cm
7、使用宽电压LM393比较器
8、干簧管需要和磁铁配合使用,在感应到有一定的磁力的时候,会呈导通状态,模块输出低电平,无磁力时,呈断开状态,输出高电平,干簧管与磁铁的感应距离在1.5cm之内,超出不灵敏或会无触发现象。
9、模块DO输出端可以与单片机I/O口直接相连,通过单片机可以检测干簧管的触发状态。
10.模块DO输出端与继电器IN端相连,组成大功率干簧管开关,直接控制高电压。
6软件程序功能实现模块
6.1应用层代码
Zigbee协议栈部分程序
#include"
ZComDef.h"
hal_mcu.h"
hal_defs.h"
SampleAppHw.h"
/******************************************************************************
*CONSTANTS
*/
/*NOTE:
AjumperonSmartRF05headerP18isusedtoselectdevicestart-upas
*aZigBeeCoordinator.ThejumperconnectsGPIOpinsP0.2andP0.3:
*OnSmartRF05Rev1.3orearlier:
P0.2=P18pin7,P0.3=P18pin9
*OnSmartRF05Rev1.7orlater:
P0.2=P18pin9,P0.3=P18pin11
#defineJUMPERIN_BITBV
(2)//P0.2
#defineJUMPERIN_SELP0SEL
#defineJUMPERIN_DIRP0DIR
#defineJUMPERINP0
#defineJUMPEROUT_BITBV(3)//P0.3
#defineJUMPEROUT_SELP0SEL
#defineJUMPEROUT_DIRP0DIR
#defineJUMPEROUTP0
*@fnreadCoordinatorJumper
*
*@briefChecksforajumperbetween2GPIOpinstodetermineifthedevice
*shouldstart-upasaZigBeeCoordinator
*@returnTRUEifthejumperisthere,FALSEifnot
uint8readCoordinatorJumper(void)
{
uint8i,j;
uint8result;
JUMPERIN_SEL&
=~(JUMPERIN_BIT);
JUMPERIN_DIR&
JUMPEROUT_SEL&
=~(JUMPEROUT_BIT);
JUMPEROUT_DIR|=JUMPEROUT_BIT;
//StartwithoutputbitOFF
JUMPEROUT&
for(i=0;
i<
8;
i++)
{
for(j=0;
j<
j++)
//Burntimeforinputtoseechange
result=JUMPERIN&
JUMPERIN_BIT;
}
j=i&
0x01;
if(((j==0)&
&
(result!
=0))||
((j!
=0)&
=JUMPERIN_BIT)))
return(FALSE);
//Toggletheoutputbit
JUMPEROUT^=JUMPEROUT_BIT;
return(TRUE);
}
7实物展示
8设计总结
经过这一段时间的课程实践,我们收获颇多。
在老师的帮助与指点下,我们从对ZigBee几乎一无所知到画底板原理图、PCB图,制板焊接等,到写程序、下载程序、调试程序的过程中,我们遇到了很多困难,但最后都在自己的努力和同学的帮助下顺利完成了课程实践。
我们不仅学会了有些实用的东西,就像画电路图、制板、焊接、用j-link下载程序等各种技巧与方式,还明白了团结的力量是巨大的,收获了友谊。
分工合作让我们的工作变得更简单,同时也大大提高了工作效率。
不管我们做出来的东西是好是坏,最起码我们从中学到了知识、技巧,我们学到的才是属于我们的。
这次课程实践是给们留下了深刻的印象,感谢老师和同学在实践过程中给予的帮助,我们受益匪浅!
参考文献
[1]无线龙,zigbee无线网络原理[M],北京:
冶金工业出版社.
[2]YuChengbo.LiuYanfei.WangChengResearchonZigBeewirelessworkbasedonModbusprotocol20092.
[3]许洪华.刘科基于Modbus协议的ZigBee工业以太网网关设计[期刊论文]-微计算机信息2009.
[4]刘桂臣.阳宪惠Modbus报文有线/无线混合传输的实现2008.
[5]涂煊.彭瑜.周怡颋Modbus通信协议的紫蜂无线传输网络的研究[期刊论文]-自动化仪表2007.
[6]Zig,BeeAllianceZigBee-specification2005.
[7]WilligA.MatheusK.WoliszAWirelesstechnologyinworks[外文期刊]2005(06)引证文献.
[7]叶琼茹.杨冠鲁光伏发电无线远程监控系统的设计[期刊论文]-黎明职业大学学报2012.
10实验小组成员评分
《zigbee课程设计》成绩单
学号
姓名
评分
签字
指导老师签名:
2015年5月7日
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- 关 键 词:
- 基于 ZigBee 磁场 检测 系统