基于ZigBee和STC單片機(jī)的無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

時(shí)間：2021-10-04 21:52:09

關(guān)鍵字： Zigbee 數(shù)據(jù)采集 STC單片機(jī) 前端處理串口

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[導(dǎo)讀]摘要：針對(duì)工業(yè)信息化需求，研究和設(shè)計(jì)了基于ZigBee和STC單片機(jī)的無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)和分析功能。該系統(tǒng)包括無(wú)線采集和接收處理兩部分，無(wú)線采集模塊主要由CC2530和 STC單片機(jī)構(gòu)成。接收處理部分包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和PC機(jī)及軟件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定，具有低成本，高效率等特性，有較好的應(yīng)用前景。

0 引言

在工業(yè)信息化領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集是獲取信息的基本手段。企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)需要監(jiān)測(cè)產(chǎn)量、工作電壓、溫度等信息，并將這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理。傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)采集模式盡管穩(wěn)定、可靠，但存在布線工作量大、可擴(kuò)展性差、工程造價(jià)高等弊端。

近年來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，基于 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) [1,2] 因其具有功耗低、體積小、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[3,4]。將ZigBee 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合，不僅能夠有效對(duì)布線困難、人員不能到達(dá)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還能夠簡(jiǎn)化有線網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的規(guī)劃布線、線路檢查和擴(kuò)容等繁瑣工作。文獻(xiàn) [5] 基于ZigBee 和 AT89S52 設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了一套無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但在穩(wěn)定性和實(shí)用性方面還有待改進(jìn)。本文根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于ZigBee 技術(shù)的近距離、低成本、低功耗的無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

１系統(tǒng)架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)如圖 1 所示。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集和接收處理兩大模塊，其中采集模塊由ZigBee 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集傳感器、LED 顯示屏、按鍵等構(gòu)成；單片機(jī)選用 STC15W4K16S4 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸和人機(jī)交互功能，主要為按鍵識(shí)別和LED 顯示控制；單片機(jī)片上 E2PROM 用以保存數(shù)據(jù)，如掉電時(shí)當(dāng)前信息的保存或保存需要長(zhǎng)久保存的數(shù)據(jù)；LED 用以實(shí)時(shí)顯示采集數(shù)據(jù)。無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。