基于ZigBee的现场数据采集系统设计与实现-论文.pdf

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1、基于ZigBee的现场数据采集系统设计与实现基于ZigBee的现场数据采集系统设计与实现DesignandImplementationofFieldDataAcquisitionSystemBasedonZigBee叶翠安冯建(广东交通职业技术学院，广东广州510800)摘要介绍一种采用ZigBee无线网络技术，结合组态软件，实现现场数据采集处理的无线测控系统的设计与应用。关键词：ZigBee，无线网络，RPC函数，数据采集，DDE机制AbstractThispaperintroducesaZigBeewirelessnetworktechnology，combini

2、ngwiththeconfigurationsoftware，andimplementfielddatacollectionandprocessingofwirelessmeasurement．controlsystemdesignandapplication．Keywords：ZigBee，wirelessnetworks，remotepositioncontrol，dataacquire，DynamicDataExchange1系统网络架构设计一个含有基带Modem的射频收发器、硬连线的MAC和内嵌无线ZigBee网络实现的数据采集系统由多采集节点组8051内核的

3、微控制器(带有内部Flash存储器)组成。包括多个成，采用SNAP对等网络协议实现ZigBee组网方案。节点功能通用I／O引脚、定时器、UART、SPI等，以及硬件语音编解码器，包括温度采集、压力采集。在一个ZigBee网络中的采集节点，独有的llS／sPIAJART音频输入输出接口，结合其扩展的500kbps通过程序设置，节点与节点之间、节点与计算机之间可交互通或1Mbps的无线传输数率，可以满足各测控领域的应用。其内信，设置带数据包转发功能或者不带数据包转发功能。主节点通部功能模块如图2所示。过ZigBee网络对其余各节采用一种远程函数调用手段实现数RFTX据采集

4、，采集数据通过串El上传到计算机。通过ZigBeeOPC服务软件，为力控组态软件提供OPC服务，实现数据保存、备M．(~I]IEMrRFRX份、查询等功能。ZigBee网络由协调器、路由器和采集终端组成，如图1所示。圃圈囤囤PLLG刊【0n4教撅Timerl4$K器MCFlushPWM垤(8幢!；I)96KBQ¨dRoMhy扫描圆圈回回圆圆曰嚣圈图2ZIC2410内部功能模块方框图2_2传感放大电路设计温度、压力采集采用三个OP07运算放大芯片，电路前级放图1ZigBee系统网络柘朴图大采用差分方式输入，引入共模抑制电路_1]，采用同相并联差值2硬件设计比例输入级和差

5、分放大输出级，其中U6和U8为两个性能一致系统硬件设计主要包括三大部分，中央控制单元、温度传感的的仪表放大芯片，U7圈工作于圆差动固放大方式，用来抑制U6和器电路、压力传感器电路。控制单元核心采用具有射频功能的U8的共模信号。R4与R11、R8组成负反馈网络，使得整个电路ZLC2410单片机进行数据采集处理与组建ZigBee网络，传感增益稳定，降低噪声、输出阻抗，同时也使输入阻抗增大_2_。能有器处理电路采用仪表放大芯片OP07。温度测量电路采用效提高共模抑制比。在放大电路前端采用差分输入方式，能有效PT100与20K电阻搭电桥组成。压力测基采用电阻式压力传感提高整个

6、电路的共模抑制效果。设计中为提高其共模抑制能力，器组成。还增加了R18、R4的调零电路。2．1中央控制单元设计2．3负电压产生电路控制核心采用CEL公司生产的ZICM2410模块，该模块采由于现场无法安装交流供电，数据采集模块采用了蓄电池用ZIC2410单片机，ZIC2410单片机是一个真正的单芯片解决6V供电，但OP07需要负电压供电，使其正常工作。负压产生的方案，是一款真正意义上的ZigBee片上系统：集成了ZigBee方法比较多，本装置采取了ICL7660变极性芯片。ICL7660是美无线收发器和一个单指令内嵌Flash空间的51CPU内核。它由国哈里斯公司生产

7、的变极性DC—DC变换器，该芯片可以将正广东交通职业技术学院资助项目“基于ZigBee技术的智能交通信息采集系统应用研究与开发”(2012-008)《工业控制计算机}2014年第27卷第3期97kxcekx00kx02”，ADresult，)，表示从lP地址为'％xcekx00kx02”的终端节读取温度压力数据。3．2终端节点程序设计终端节点的功能是数据采集以及数据发送。在SNAP网络协议栈中，数据传送是通过远程函数调用来实现。在终端节点，设计一个Adresult()的函数，实现数据采集，采集到的数据要传rn递回主节点，是采用远程函数调用机调实现。在