ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實戰(zhàn)8PARTEIGHTZigBee無線網(wǎng)絡(luò)綜合實戰(zhàn)CONTENT目錄1實訓(xùn)8-1無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集綜合應(yīng)用實訓(xùn)簡介本實訓(xùn)將使用6個節(jié)點和5個傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱腿梭w紅外傳感器）來模擬現(xiàn)實中的應(yīng)用。實訓(xùn)過程：一個節(jié)點作為協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過串口連接PC，其他5個節(jié)點作為路由器或終端節(jié)點，每個節(jié)點上連接一個傳感器負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，然后通過無線方式發(fā)送給協(xié)調(diào)器。實訓(xùn)設(shè)計原理圖如下圖所示。ZigBee網(wǎng)絡(luò)PC機協(xié)調(diào)器RS232路由器/終端節(jié)點溫度傳感器路由器/終端節(jié)點濕度傳感器路由器/終端節(jié)點光敏傳感器路由器/終端節(jié)點火焰?zhèn)鞲衅髀酚善?終端節(jié)點人體紅外傳感器實訓(xùn)設(shè)計原理圖實訓(xùn)目的1

綜合了解一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)。2

掌握傳感器數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。實訓(xùn)內(nèi)容如第五頁中的圖所示，完成本實訓(xùn)要使用多個ZigBee節(jié)點，其中一個節(jié)點作為協(xié)調(diào)器，其他的節(jié)點可以是路由器或終端節(jié)點，上面連接不同的傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱腿梭w紅外傳感器）。協(xié)調(diào)器建網(wǎng)以后，其他節(jié)點加入到該網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)器通過串口與PC機相連。通過串口調(diào)試工具向協(xié)調(diào)器發(fā)送接收數(shù)據(jù)的指令“receive”，協(xié)調(diào)器收到“receive”命令后開始接收數(shù)據(jù)，并在接收到數(shù)據(jù)后通過串口發(fā)送給PC機，在串口調(diào)試工具中顯示。協(xié)調(diào)器、路由器或終端節(jié)點的流程圖如右側(cè)左圖、右側(cè)右圖所示。協(xié)調(diào)器流程圖路由器或終端節(jié)點流程圖知識鏈接1溫度傳感器溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器，如右圖所示。溫度傳感器的數(shù)據(jù)格式如下：百位和十位為整數(shù)，個位為小數(shù)。溫度傳感器2濕度傳感器濕度傳感器是由濕敏元件和轉(zhuǎn)換電路等組成，能感受外界濕度變化，并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化，將環(huán)境濕度變換為電信號的裝置，如右圖所示。濕度傳感器的數(shù)據(jù)格式如下：濕度傳感器百位和十位為整數(shù)，個位為小數(shù)。3光敏傳感器光敏傳感器是指利用光敏元件（如光敏電阻）將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，如下圖所示。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光敏傳感器光敏傳感器的數(shù)據(jù)格式如下：0：光敏傳感器沒有檢測到光源或者當(dāng)前光照強度低于光敏傳感器閾值。1：光敏傳感器檢測到當(dāng)前光照強度高于光敏傳感器閾值。4火焰?zhèn)鞲衅骰鹧娴臒彷椛渚哂须x散光譜的氣體輻射和連續(xù)光譜的固體輻射。不同燃燒物的火焰輻射強度、波長分布均有所差異，但總體來說，其對應(yīng)火焰溫度的近紅外波長域及紫外光域具有很大的輻射強度，根據(jù)這種特性可制成火焰?zhèn)鞲衅?，如下圖所示。火焰?zhèn)鞲衅骼?，遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅骼眉t外線對火焰非常敏感的特點，使用特制的紅外線接收管來檢測火焰，然后把火焰的亮度轉(zhuǎn)化為高低變化的電平信號，輸入到中央處理器中，中央處理器根據(jù)信號的變化做出相應(yīng)的程序處理?；鹧?zhèn)鞲衅鞯臄?shù)據(jù)格式如下：0：火焰?zhèn)鞲衅鳑]有檢測到火源或者當(dāng)前火源低于傳感器報警閾值。1：火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到火源高于傳感器報警閾值。5人體紅外傳感器普通人體會發(fā)射10μm左右的特定波長紅外線，用專門設(shè)計的傳感器就可以檢測這種紅外線是否存在。當(dāng)人體紅外線照射到傳感器上后，因熱釋電效應(yīng)將向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生控制信號。紅外線傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高、反應(yīng)快等優(yōu)點。人體紅外傳感器常見人體紅外傳感器如右圖所示。人體紅外傳感器檢測到有人活動時，其輸出的I/O值會發(fā)生變化。當(dāng)傳感器模塊檢測到有人靠近時，會返回一個高電平信號；無人靠近時，返回一個低電平信號，通過讀取I/O口的狀態(tài)來判斷是否有人體活動。人體紅外傳感器的數(shù)據(jù)格式如下：0：人體紅外傳感器沒有檢測到有人經(jīng)過。1：人體紅外傳感器檢測到有人經(jīng)過。實施步驟具體步驟參照書中描述。由于程序代碼比較多，在此只列出協(xié)調(diào)器和人體紅外傳感器部分核心代碼，忽略與前面案例重復(fù)的代碼（具體參見實訓(xùn)配套源代碼）。01無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集綜合應(yīng)用協(xié)調(diào)器編程。Coordinator.c文件源代碼部分參照書中描述。02無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集綜合應(yīng)用終端節(jié)點編程。Coordinator.c文件源代碼部分參照書中描述。成果檢驗在串口調(diào)試