基于能源收集和ZigBee的低功耗溫濕度及重力傳感器設(shè)計(jì).pdf

1、ZigBee技術(shù)是一種功耗低、成本低、通信距離短、傳輸數(shù)據(jù)速率慢、復(fù)雜度低的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)可以嵌入到各種具有無(wú)線(xiàn)射頻發(fā)送模塊的微控制器中，并且可以自動(dòng)組網(wǎng)，主要適用于短距離無(wú)線(xiàn)通信、自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域。支持無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、超微型嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及突發(fā)數(shù)據(jù)等若干關(guān)鍵技術(shù)的研究將成為未來(lái)ZigBee應(yīng)用研究的趨勢(shì)和熱點(diǎn)。
　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)有著測(cè)量精度高、容錯(cuò)性強(qiáng)等特點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)景

2、廣闊。在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中為了更加真實(shí)可靠采集到數(shù)據(jù)，所以傳感節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)必須要達(dá)到一定的量并且分布的區(qū)域要廣泛。而現(xiàn)在一般的無(wú)線(xiàn)傳感節(jié)點(diǎn)都是通過(guò)自身電池來(lái)供電的，這樣當(dāng)電池電量耗盡，該傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命也就結(jié)束了，因?yàn)橥ㄟ^(guò)更換電池的方法來(lái)補(bǔ)充能源是不現(xiàn)實(shí)的。近幾年來(lái)可作為傳統(tǒng)電池代替品的自給能量收集技術(shù)成為了學(xué)者的研究熱點(diǎn)，因?yàn)槟芰坎杉夹g(shù)可以很好的解決無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)能量供給問(wèn)題，延長(zhǎng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。溫濕度和重力傳感器是基本的傳

3、感器之一，已廣泛應(yīng)用于穿戴設(shè)備中，在健康生活中有很廣泛的應(yīng)用。
　　本課題就是設(shè)計(jì)一種溫濕度和重力傳感模塊，其基本要求是盡量從環(huán)境中收集能源，并盡可能的采取低功耗設(shè)計(jì)，同時(shí)具備ZigBee通信功能，以便應(yīng)用于健康生活等領(lǐng)域，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和特點(diǎn)包括：
　　1、從能源收集和低功耗兩方面，分析和設(shè)計(jì)了整個(gè)模塊系統(tǒng)。并將溫濕度和重力傳感器采集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的傳輸，在上位機(jī)上進(jìn)行顯示、監(jiān)測(cè)和記錄。
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4、、在硬件方面，芯片的選型要采用低功耗甚至微功耗，在軟件方面，進(jìn)行合理的構(gòu)架設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)潔的編程方式以減少功耗。
　　3、針于ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的要求，在ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以有效運(yùn)行的前提下，盡量簡(jiǎn)化協(xié)議棧的協(xié)議層次，協(xié)議棧的操作更簡(jiǎn)單容易、通信信令方式更簡(jiǎn)練，并利用廣播信息的方式來(lái)避免交互應(yīng)答，減少了系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)并達(dá)到低功耗的目的。
　　4、針對(duì)能量收集，考慮到環(huán)境中太陽(yáng)能的資源比較豐富，設(shè)計(jì)采用TI公司最新一代電源管理集成解決