無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是部署在區(qū)域內(nèi)的大量具有傳感、計(jì)算和通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組織方式構(gòu)成的多跳無線網(wǎng)絡(luò)，是無線通信、嵌入式計(jì)算和分布式數(shù)據(jù)處理等多領(lǐng)域技術(shù)的交叉融合。傳感器節(jié)點(diǎn)通常包括處理器、存儲器、傳感器、無線通訊和電源等組件，能夠同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理以及無線傳輸，具有低功耗、小體積等優(yōu)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)之間分工協(xié)作，可實(shí)時(shí)感知、監(jiān)測和采集分布區(qū)域內(nèi)監(jiān)測對象或周圍環(huán)境的信息。
ZigBee 基于IEEE 802.15.4 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，是一種短距離、低速率的無線通信技術(shù)。ZigBee 采用了直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，可以工作在868MHz、915MHz 或2.4GHz 頻段。與其它無線通信技術(shù)相比，ZigBee 具有架構(gòu)簡單、成本低、可靠性高、組網(wǎng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，ZigBee 非常適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
系統(tǒng)的組成與原理：
按照功能的不同，ZigBee 定義了3 種類型的設(shè)備，即終端設(shè)備、協(xié)調(diào)器和路由器。在系統(tǒng)中，終端設(shè)備就是傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在森林內(nèi)，配置有低成本、低功耗的微處理器，可采集大氣相對濕度、空氣溫度等環(huán)境監(jiān)測參數(shù)。若干個(gè)相鄰的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)稱為簇的自組織網(wǎng)絡(luò)，簇中的傳感器節(jié)點(diǎn)又可以分為簇首和普通節(jié)點(diǎn)。簇首是全功能設(shè)備，主要用于數(shù)據(jù)的融合及轉(zhuǎn)發(fā)。簇首可以將所轄簇中普通節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到上層的協(xié)調(diào)器，也能將協(xié)調(diào)器接收到的信息在簇內(nèi)進(jìn)行廣播；普通節(jié)點(diǎn)是精簡功能設(shè)備，它只能與簇首通信，即把采集到的數(shù)據(jù)跳轉(zhuǎn)至本簇的簇首。協(xié)調(diào)器的功能是建立網(wǎng)絡(luò)，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和控制，并保存網(wǎng)絡(luò)的一些基本信息；最終協(xié)調(diào)器將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過處理后，再由網(wǎng)關(guān)通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心包括通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，通信服務(wù)器與網(wǎng)關(guān)通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)服務(wù)器保存接收到的森林環(huán)境數(shù)據(jù)，并且提供了數(shù)據(jù)的管理、查詢和編輯等服務(wù)。
ZigBee 網(wǎng)絡(luò)主要有星狀和網(wǎng)狀2 種拓?fù)洹Ｐ菭钔負(fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長，但是網(wǎng)絡(luò)覆蓋有限，并且一旦簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，整個(gè)簇與網(wǎng)絡(luò)的連接都將中斷。與星狀拓?fù)湎啾龋W(wǎng)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、可靠性高，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命短。通常情況下，森林地區(qū)地形復(fù)雜、氣象多變、植被覆蓋茂密，這些不利因素會縮短ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的有效通信距離，或者造成節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器連接中斷，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。為了提高ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，避免數(shù)據(jù)丟失，系統(tǒng)采用星狀-簇首-路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種分級的混合拓?fù)渚C合了以上星狀和網(wǎng)狀拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和靈活性。
上述摘自《基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)》
CC2530是TI 公司推出的最新一代ZigBee標(biāo)準(zhǔn)芯片，適用于2.4GHz、IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用。CC2530包括了極好性能的一流RF收發(fā)器，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)性8051 MCU，系統(tǒng)中可編程的閃存，8KB RAM以及許多其它功能強(qiáng)大的特性，可廣泛應(yīng)用在2.4-GHz IEEE 802.15.4 系統(tǒng)，RF4CE遙控制系統(tǒng)，ZigBee系統(tǒng)，家庭/建筑物自動化，照明系統(tǒng)，工業(yè)控制和監(jiān)視，低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，消費(fèi)類電子和衛(wèi)生保健。
CC2530 與CC2430 對照
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項(xiàng)目 |
CC2430 |
CC2530 |
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引腳 |
48 |
40 |
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封裝 |
QLP48 |
QFN40 |
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電壓 |
2.0V – 3.6V |
2.0V – 3.6V |
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大小 |
7x7mm |
6mm × 6mm |
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微控制器 |
增強(qiáng)型C8051 |
增強(qiáng)型C8051 |
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Flash |
32/64/128KB |
32/64/128/256KB |
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RAM |
8 KB SRAM, 4 KB Data |
8KB |
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段頻 |
2.4G |
2.4G |
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支持標(biāo)準(zhǔn) |
ZigBee04/06/ SimpliciTI |
ZigBee07/PRO/RF4CE/ SimpliciTI |
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軟件平臺 |
IAR |
IAR |
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射頻RF |
CC2420 |
CC2520 |
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接收靈敏度 |
-90dBm |
-97dBm |
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輸出功率 |
0(最小為-3)dBm |
4.5(最小-8，最大10)dBm |
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自帶傳感器 |
溫度 |
溫度 |
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功耗 |
RX：27mA |
RX：24mA |
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TX：25mA |
TX：29mA |
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低功耗 |
掉電：0.9uA |
掉電：1uA |
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掛起：0.6uA |
掛起：0.4uA |
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抗干擾 |
CSMA/CA |
CSMA/CA |
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DMA |
支持 |
支持 |
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RSSI/LQI |
支持 |
支持 |
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AES處理器 |
有 |
有 |
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I/O |
21個(gè) |
21個(gè) |
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定時(shí)/計(jì)數(shù)器 |
4(2個(gè)16位、2個(gè)8位) |
4(2個(gè)16位、2個(gè)8位) |
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串口 |
2個(gè) |
2個(gè) |
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802.15.4定時(shí)器 |
有 |
有 |
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ADC |
8-14位 |
7-12位 |
無線龍感知RF2實(shí)驗(yàn)箱，以ZigBeeCC2530為核心的IEEE802.15.4/ZigBee網(wǎng)絡(luò)，組建了一個(gè)覆蓋大量傳感器節(jié)點(diǎn)的短距離無線局域網(wǎng)絡(luò)；在這個(gè)無線局域網(wǎng)中的傳感器節(jié)點(diǎn)，可以智能的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，高效靈活的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一兩點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸。
網(wǎng)關(guān)采用7寸液晶顯示屏，集成WinCE6.0/LINUX/ANDRO三大操作系統(tǒng)，可更換ARM9/ARM11/ TI Cortex-A8等三種處理器；配備全速WIFI/藍(lán)牙系統(tǒng)，RFID，加上100M以太網(wǎng)通訊接口，完美實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理中心遠(yuǎn)程控制和采集工業(yè)現(xiàn)場各種形形色色的無線傳感器。
同時(shí)，開放硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等設(shè)計(jì)資源，關(guān)鍵技術(shù)、核心通信協(xié)議以設(shè)計(jì)原理圖、源代碼方式提供，豐富的實(shí)驗(yàn)例程，為項(xiàng)目開發(fā)提供最便捷的道路！
技術(shù)交流
：1987338926
