摘要：提出一種基于ZigBee協議的用于測量溫度的無線傳感器網絡方案，方案中使用CC2530無線芯片和溫度傳感器DS18820搭建了一個基于ZigBee協議棧的無線傳感器網絡。該網絡由一個協調器充當中心節點和若干個終端節點一起，構成一個星型網絡，給出了傳感器節點、協調器節點的硬件設計原理圖及軟件流程圖。實驗證明節點性能良好、通信可靠，通信距離明顯增大。
關鍵字：無線傳感網絡：ZigBee；CC2530；DS18B20

0 引言
無線傳感器網絡就是由安放在監測區域內大量廉價微型傳感器節點，通過無線通信方式形成的一個自組織網絡，該網絡應用前景廣闊。Z igBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通信技術，可用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。

1 系統硬件組成與設計
本文設計的無線溫度傳感網絡是由若干個ZigBee終端節點和一個ZigBee中心節點(協調器)組成，搭建成一個星型無線傳感器網絡，由終端節點上的溫度傳感器采集環境溫度信息，協調器中心節點將接收到的信息及時反饋到計算機上，整體網絡結構如圖1所示。

1．1 微處理器和溫度傳感器
CC2530單片機是一款完全兼容8051內核，同時支持IEEE 802．15．4協議的2．4 GHz無線射頻單片機。最大擁有256 KB的可編程FLASH容量，12個10位精度的A／D轉換通道，21個雙向的I／O端口，該款單片機能滿足Z-Stack運行內存容量的要求。本文選用DS18B20作為溫度傳感器，能提供9位溫度讀數、設置溫度上下限報警值。
1．2 終端節點硬件組成
無線傳感網絡節點是一個微型化的嵌入式系統，構成無線傳感網絡的基礎支持平臺。本文設計的無線傳感網絡終端節點硬件組成如圖1所示，主要由CC2530F256片上系統收發射模塊，電源模塊，下載接口模塊(同時兼顧仿真接口)，傳感器模塊，發光二極管顯示模塊和獨立
按鍵模塊等組成。
電源模塊由自鎖開關、外部電池接口插針、輸出電壓為3．3 V的AMS1117穩壓芯片、若干阻容元件組成。本文的調試系統終端節點選用3．6 V大容量充電電池，程序下載為JTAG接口。
傳感器模塊為三位插座接口，分別連接溫度傳感器電源、數據和接地管腳。數據接口和電源接口直接連接一個5 kΩ的上拉電阻。因為本傳感器終端采用傳感器直接插入方式，線路短，上拉電阻可不用接，如果要測量監控環境惡劣，可用長導線連接傳感器和終端模塊，使發射模塊處于較良好穩定的工作環境，使處理器正常工作、延長芯片壽命，此時要接上上拉電阻。
發光二極管顯示模塊由發光二極管和分壓電阻組成，用于顯示程序的運行狀態。
獨立按鍵模塊，為四角按鍵，模塊帶上拉電阻，按鍵與發射模塊靈活連接。本終端模塊中包含兩路獨立按鍵電路，一路用于復位，一路用于程序調試。
1．3 協調器節點的硬件組成
本文設計的無線傳感網絡協調器節點硬件組成如圖2所示，主要由CC2530發射系統、電源、下載接口、LCD液晶屏顯示、發光二極管顯示、獨立按鍵五向導航和RS 232串口等模塊等組成。

協調器的電源模塊與終端節點的基本相同，但因協調器要根據需要不停地查詢網絡中的信息，因此要外接穩定的電源，在終端的電源模塊基礎上增加了外部穩壓源接口。協調器的下載接口、發光二極管顯示和獨立按鍵等模塊原理圖與終端節點一樣，只是LED燈為4只，獨立按鍵增加了3只。
LCD液晶模塊，為128x64點陣的液晶，數據傳輸模式采用SPI總線傳輸。
RS 232串口模塊是連接單片機與計算機的通信接口，把協調器從終端節點返回的傳感器ID、實時溫度、溫度閾值等信息傳輸到計算機，由上位機監控軟件顯示、分析、存儲。
五向導航按鍵采用A／D讀取模式，有上下左右中間五個方向的鍵值，原理圖如圖3所示。