摘要：隨著嵌入式計算、傳感器、無線通信等技術的飛速發展，無線傳感網被廣泛應用于環境監測、軍事國防和工農業控制等諸多領域，已成為電子信息技術發展的一個熱點。CC2430是TI公司針對ZigBee的無線傳感網芯片解決方案，具有功耗低，可靠性高，組網簡單等優勢。基于CC2430和ZigBee協議，設計了溫濕度數據采集系統，分別給出了協調器和普通節點的軟件算法，在干擾環境下測試表明，網絡具有較強的魯棒性和自組能力。
關鍵詞：無線傳感網；CC2430；ZigBee；數據采集

0 引言
隨著計算機網絡技術及無線移動通信技術的迅速發展，各種新的無線網絡通信技術不斷涌現，如GSM，3G等無線移動通信技術以及藍牙、WiFi等無線局域網技術，它們越來越被人們所熟悉和應用。然而，這些技術的設備系統非常復雜，且功耗較大、成本很高，不便于在一些低數據速率和通信范圍較小的場合使用，例如數據采集系統、智能家居等領域。近年來，無線傳感網的出現為這些問題帶來了更好的解決方法，其中ZigBee作為一種低復雜度、低功耗、低成本的低速率無線連接技術越來越被人們所重視，開發應用ZigBee技術的無線設備已成為業界的一個熱點。本文設計一種基于ZigBee的溫濕度數據采集系統，利用CC2430通信模塊組建小型無線傳感器網絡，并實現了傳感器網絡的軟硬件設計。其算法經干擾環境下測試表明，網絡具有較強的魯棒性和自組能力。

1 ZigBee技術及CC2430簡介
1．1 ZigBee技術
ZigBee技術是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率和低成本的無線網絡技術。它是介于無線標記技術和藍牙之間的技術，主要用于近距離無線連接。一般而言，隨著通信距離的增大，設備的復雜度、功耗以及系統成本都在增加。相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee技術是最低功耗和最低成本的技術。由于ZigBee技術的低數據速率和通信范圍較小的特點，決定了ZigBee技術適合于承載數據流量較小的業務。所以ZigBee聯盟預測的主要應用領域包括工業控制、消費性電子設備、汽車自動化、農業自動化和醫用設備控制等。
1．2 CC2430芯片
該設計的微處理器使用TI公司的CC2430，它可用于2．4 GHz IEEE 802．15．4／ZigBee的片上系統解決方案。CC2430內部整合了IEEE80 2．15．4標準的2．4 GHz的RF無線電收發機、內存和微控制器。它使用一個8位MCU(8051)，有128 KB的可編程閃存和8 KB的RAM，同時還包含ADC、定時器、AES-128協同處理器、看門狗定時器、掉電檢測電路等。CC2430芯片采用0．18μm CMOS工藝生產，封裝尺寸僅7 mm×7 mm。微處理器全速工作頻率為32 MHz，在接收和發射模式下，電流損耗約為27 mA。CC2430的休眠模式以及其從休眠模式轉換到工作模式的超短時間(在微秒級)的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。

2 數據采集系統總體架構
無線傳感器網絡終端節點主要由數據采集模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊和電源管理模塊組成。數據采集模塊負責通過各種類型的傳感器采集物理信息；數據處理模塊負責控制整個節點的處理操作、功耗管理以及任務管理等；數據通信模塊負責與其他節點進行無線通信，它通過ZigBee無線電波將數據傳送到路由節點或主協調器節點，路由節點再將數據轉送到主協調器節點或經過上級路由節點轉給主協調器節點，主協調器節點通過RS 232串口將所有信息匯集傳至PC機或服務器。數據采集系統總體架構圖如圖1所示。