1。2  开发平台介绍

1。2。1  硬件开发平台

本系统主要实现的功能是检测温湿度，采集温湿度数据，并将这些数据上传到服务器，因此本系统所需的硬件清单如表1所示。

表1硬件清单来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

1．ZigBee CC2530网关主机 2．ZigBee CC2530终端

3．继电器 4．DHT-11温湿度传感器

5．树莓派开发板 6．电源及其他辅助硬件

1。2。2  开发技术与平台

本系统设计过程中，使用win7操作系统，用到的软件有IAR EW8051-8。1，SmartRF Flash Programmer，ZStack-CC2530-2。3。。0-1。4。0协议栈，Packet Sniffer 2。13。2,一个树莓派开发板，一台在腾讯云上申请的与服务器，其操作系统为debian，和sscom32串口调试软件，还有网络调试助手，使用到的语言有Python。

2  项目概要设计

本项目主要设计一个ZigBee组网设计与树莓派相融合的远程数据收集与控制系统。主要包含四部分的研究和设计内容：

（1）ZigBee节点扩展：扩展温湿度和继电器的模块

（2）ZigBee组网技术：使用Zstack来搭建无线组网，自定义用户协议传输感知信息与控制信息。通过串口或外接传输模块与网关互通。设计应用层数据的通信协议。

（3）树莓派网关：配置工作参数，设计网关程序与远程服务器通信，上传温度数据，接收远程用户的控制。 

（4）配置或编写远程服务器服务软件，实现数据的远程采集与系统控制。可通过web测试功能：显示远程ZigBee节点温度，控制或调节节点上的开关达到控温的目的。

  设计架构图如下图2-1所示：

建立组网发送数据

采集 温湿度数据 通过UART发送数据

建立socket通信 使用get方法提交数据

图2-1 设计架构图

3  硬件设计与驱动

3。1  CC2530简介论文网

CC2530是带有无线收发器（RF），8051 MCU，8KB RAM（是可以编程的闪存）,还具有各种的运行模式，可以说由TI公司生产的一款具有真正系统级意义的芯片。还为ZigBee提供了解决方案，该方案不但完整而且强大。在多个系统和多个领域被广泛的应用，例如2。4GHZ IEEE 802。15。4的协议规范系统,低消耗的无线传感器网络的领域等。

CC2530芯片由三部分构成。一个是CPU和内存有关的模块，一个是外设、时钟和电源管理有关的模块，还有一个是射频有关的模块。8051CPU内核是CC2530使用的内核，它具有单周期性和兼容性。它有三种不一样的内存访问总线，分别为单周期访问SFR，DATA以及主SRAM。CC2530的I/O引脚有21个，这些引脚可以用作普遍使用的数据I/O口也可以用作连接到ADC、定时器、以及串口外设的外设I/O信号。CC2530主要特性外设有输入、输出接口，DMA即直接存储器，2个16位的定时器/计数器(Timer1和Timer2)和2个8位的定时器/计数器(Timer3和Timer4),14位的模/数转换器(ADC),2个串行的通信接口(USART)。其中Timer2主要用于802。15。4 CSMA-CA算法与802。15。4 MAC层的计时。CC2530的引脚图如图3-1所示。

图3-1 CC2530引脚图

3。2  ZigBee

3。2。1  ZigBee介绍

ZigBee是一种标准，用来定义短路程无线通讯和低数据传输速率无线通讯所须要的相关的通信协议。物理层，介质访问控制层，网络层，应用程序支持子层与应用层，是ZigBee无线网络的五个分层。其中介质访问控制层与物理层的数据传送规范是被IEEE 802。15。4所定义的，应用程序支撑子层，网络层与应用层的数据传送规范是被ZigBee协议所定义的。高可靠性，低价钱、低消耗，高安全性、低数据速率是ZigBee技术所具有的特点。