基于ZigBee的远程无线I/O模块设计及应用

近年来,随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的高速发展和广泛应用,无线传感器网络成为一个在国际上备受关注的前沿热点的研究领域。ZigBee技术是一种新兴的短距离无线通信协议,因其功耗低、网络容量大等优点而更加适用于传感器网络。将无线传感器网络与ZigBee技术相结合的应用已经得到世界上各大厂商的信赖和广泛应用,目前ZigBee无线网络传感器技术有很大的应用前景。 本课题基于当前测控技术的发展要求,以工业现场数据采集为目的,通过对ZigBee技术及无线传感器网络技术的研究,采用基于ZigBee技术的无线单片机CC2430(SOC)芯片,制作完成无线I/O模块的硬件设计,硬件主要由无线通信模块和外围应用电路模块两个部分组成,无线通信模块包括了I/O的数据采集和无线发送部分,外围应用电路包括了RS232、电源、键盘及显示。硬件只要应用是采集工业标准信号4～20mA或1～5V,并利用ZigBee技术的远程无线I/O模块实现了一个工业现场远程监控系统的设计。文中给出了无线I/O模块的软、硬件设计,以及如何实现对现场数据的采集的完整过程;实现了基于ZigBee技术的无线传感器网络的星型网络的组建,完成了星型网络中主节点的设计,展示了网络中各个节点之间通信的过程。并结合星型无线传感器网络技术与嵌入式WEB服务器技术实现了工业现场远程监控,实现了底层数据通过无线网络登临Internet。这项技术应用是现代远程监控的发展趋势,很多厂商及研究机构都在进行研究。 最后测试了通过ZigBee从节点对现场数据的采集、ZigBee从节点与主节点的通信,测试ZigBee模块的相关参数及组网参数,通过这些测试,验证了本设计方案的正确性,说明了ZigBee技术可以有效地实现低功耗的无线传感器网络的应用。