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浅谈ZigBee无线传输模块的设计与应用.doc

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浅谈ZigBee无线传输模块的设计与应用.doc

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文档介绍:浅谈ZigBee无线传输模块的设计与应用
摘要:本文介绍了ZigBee技术并基于ZigBee无线传输协议,实现无线传输数据,提出了一种基于ZigBee无线传输协议的无线数据传输模块方案,方案中包括了硬件系统和软件系统,从而实现了传输模块与上位机通信的全过程。经调试,系统运行良好。实践证明,基于ZigBee无线传输协议设计无线数据传输模块来传输数据具有耗资少、安全性高、灵活性较强等优点,值得推广和应用。
关键词:ZigBee无线传输模块设计
随着社会经济发展和技术进步,人们对无线通信的需求越来越高,也越来越迫切。随着通信技术的蓬勃发展,市场上出现了应用GPRS、GSM、蓝牙等通信技术,但这些技术设备造价比较昂贵,运营和维护的费用也比较高[1]。目前,短距离无线通信技术作为无线通信技术领域的重要分支之一,在无线数据传输中得到了广泛的应用[2]。
ZigBee技术是一种现代网络技术,具有近距离、低功耗、低数据速率、低成本的特点。,传输速率10kbps-250kbps,传输距离10-100m,作为一宗新兴得无线通信技术,ZigBee技术传输的速度快、成本较低、操作比较简单,在目前市场上具有广阔的市场前景,也成为目前无线技术研究的热点课题之一[3-4]。目前,已广泛应用于无线传感器网、自动控制和远程控制等领域。
1总体设计
基于ZigBee无线数据传输模块基础架构主要包括无线收发电路、电源电路、JTAG电路和串口转换电路四个部分。其中,串口转换电路可实现RS232串口数据转换,可实现无线数据模块与计算机的通信。JTAG电路可以实现对CC2430的编程和测试。
2硬件设计
无线数据传输模块主要包括射频芯片CC2430及其相关的外围电路。射频芯片CC2430通过设计JTAG电路实现对其进行编程和测试。该芯片是是Chipcon公司推出的嵌入式ZigBee应用的片上系统,。整个芯片整合了ZigBee射频前端、内存和微控制器三个部分。它使用了1个8位MCU(8051),包含了数字转换器、AES128协同处理器、休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路以及可编程I/O引脚。射频芯片CC2430通过配合少数外围元器件就可以实现收发信号的功能。
为了实现无线数据模块与计算机的通信,在系统中设计了RS232电平转换电路。采用了电平转换芯片MAX232实现串口间的连接,电压为5V,采用干电池供电。为保证电压稳定,选用AH805升压稳压器。CC2430模块和JTAG模块供电电压为3V电压。此外,在系统模块中设计了复位电路,可通过复位开关实现手动复位。
3软件设计
无线传输模块中的软件设计主要分为两部分程序。其中,一部分程序是在芯片CC2430上通过串行接口向计算机发送数据。另一部分程序是通过串口接收数据,将处理数据发送给计算机。

软件设计中主程序为芯片CC2430向计算机发送数据,具体流程见图1。
图1:发送数据的程序流程图
程序需要开始运行时首先要判断数据是否发送完毕,如果数据没有发送完毕,需要继续发送数据,将数据发送至数据缓冲器。具体数据的发送是由硬件完成的。当发送函数等待到中断标志时,会将一个字节送回缓冲器,从而说明完成了一