基于无线传输的数据采集系统设计.doc

1. 引言 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是现代信息技术的重要组成部分，它通过无线通信方式连接各个传感器节点，实现对环境或特定目标的分布式监测和数据采集。这种网络技术广泛应用于环境监控、军事侦察、工业自动化等领域。 1.1 无线传感器的概述 1.1.1 基于蓝牙技术的传感器网络：蓝牙技术是一种短距离、低成本的无线通信技术，适用于个人区域网络（PAN）。然而，由于蓝牙功耗较高且传输范围有限，它在大规模、低功耗的WSN应用中并不理想。 1.1.2 基于ZigBee技术的传感器网络：ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、低成本、高可靠性的无线通信协议，特别适合于WSN。ZigBee具有自组织、多跳路由、大容量节点等特点，使其在大规模传感器网络部署中更具优势。 1.1.3 ZigBee与蓝牙的比较：相较于蓝牙，ZigBee在功耗、网络规模和复杂性方面有显著优势。ZigBee网络可以包含数千个节点，而蓝牙网络通常限制在几十个设备以内。此外，ZigBee的功耗更低，更适合长期运行的传感器节点。 2. 选用ZIGBEE集成模块的无线传输数据采集系统总体设计 在数据采集系统的设计中，选择ZigBee集成模块作为无线传输部分，是因为其高效、稳定和低功耗的特性。系统设计总体方案包括数据采集、无线传输、中央处理和数据存储四个主要部分。其中，数据采集由微型数字温度传感器DS1820完成，负责测量环境或目标的温度；单片机AT89S51作为控制中心，处理传感器数据并控制无线传输。 3. 硬件电路的设计 硬件电路主要包括传感器接口、微控制器、ZigBee通信模块和电源管理单元。传感器接口连接DS1820，将温度信号转换为数字信号供微控制器处理；AT89S51单片机作为核心处理器，执行数据处理和通信指令；ZigBee集成模块（如CC2530等）实现无线数据传输，构建无线传感器网络；电源管理单元确保整个系统的低功耗运行。 4. 软件设计与实现 软件部分包括传感器节点软件和中央处理节点软件。传感器节点软件主要负责数据采集、初步处理以及与中央节点的通信；中央节点软件则负责接收、解析来自多个传感器节点的数据，进行进一步处理，并可能将数据存储或转发到其他系统。 5. 实验与验证 实验环节验证了设计的无线传输网络能够有效收集温度信息并进行无线传输。通过设置多个传感器节点，实现实时温度监测，结果显示系统稳定，数据传输准确，满足预期的无线传感器网络功能。 总结，本设计利用ZigBee技术构建了一个无线数据采集系统，结合DS1820温度传感器和AT89S51单片机，实现了对温度信息的高效、可靠的无线传输，为各类环境监测和智能应用提供了实用的解决方案。