基于ZigBee的磁场检测系统

I计算机科学与技术学院ZigBee 无线网络原理课程设计报告设计题目： 基于 Zigbee 的磁场检测系统设计人员：徐阳东方童话郭宇航付宇威指导老师： 王忠友2017 年 06 月II目录摘要 .IAbstract.II1 设计目的 .12 设计内容 .22.1 磁场检测系统的工作原理 .22.2 设计方案 .23 实验器材 .24 实验电路图 .35 相关模块的性能参数 .66 软件程序功能实现模块 .66.1 应用层代码 .66.2 显屏程序 .87 实物展示 .148 小组分工 .159 设计总结 .1510 实验小组成员评分 .16参考文献 .17摘要随着社会的发展，无线网络发展的越来越快，作为无线网络中的zigbee 也是大受关注。本课题研究的是基于 ZigBee 技术，设计和实现了一种无线传输检测磁场新的解决方案。设计以电脑控制端、ZigBee 技术、霍尔传感器模块等硬件模块组成的检测系统。实现当有磁场靠近传感器时指示灯亮并且上位机有提示的功能。使得磁场检测变得方便简洁。关键字：ZigBee；干簧管传感器；磁场检测0AbstractWith the rise of the Internet of things, ZigBee technology with its unique advantage is to provide us with more high quality convenient technological achievements. This topic research is based on ZigBee technology, designed and implemented a new wireless transmission test magnetic field solution. Design with computer control end, ZigBee technology, hall sensor module of hardware module testing system. Implementation when there is a magnetic field sensor near the indicator and the upper machine has the function of the tip. Make the magnetic field detection becomes convenient and concise.key words ZigBee Misensor Magnetic field detection01 设计目的本次设计要求实现一个 PC 端可以接收到下位机传来的数据并判断周围是否有强烈磁场的功能。PC 端控制软件可以用 VB 语言，对VB 串口控件要熟悉的掌握。同时要求学生对 CC2530 芯片编程和zigbee 协议栈有相当程度的理解以及熟练的应用，熟悉 ZigBee 串口以及中断的使用，会基本的 C 语言熟练掌握 IAR FOR 8051 软件的用与程序下载以及手机软件开发环境。2 设计内容2.1 磁场检测系统的工作原理我们运用干簧管传感器采集到的信号传输给系统处理核心单片机 CC2530。当出现磁场时时，磁场会使干簧管传感器中密封于一装填有高纯度的惰性气体玻璃管中的端点处分隔的距离仅约几个微米两片簧片端点位置附近产生不同的极性， 结果两片不同极性的簧片将互相吸引并闭合，电路由高电平变成低电平。2.2 设计方案（1）了解干簧管传感器工作原理，根据原理画好 PCB 原理图。（2）根据 PCB 原理图自制 PCB 板电路，将液晶屏，干簧管,CC2530 单片机等相关元件设备进行集成。（3）测试 PCB 电路，检查相关电路能否正常工作，以及核心板的能否正常调试。（4）在完成电路调试后，用 jlink 下载器下载调试程序成功完成程序对相关元件的驱动。（5）实验完成后做好相应的实验总结。13 实验器材此处用 CC2530 芯片用作接收信息和控制芯片，实现无线遥控，单跳控制距离可以达到 100 米以上，L298N 驱动模块(驱动电机)（1） 干簧管传感器（2） 磁铁（3） 电脑和 ZigBee 核心板和 JLINK 下载模块及其相关的驱动（4） 杜邦线若干，电池若干（最好是可以充电的）4 实验电路图和系统框图图 3.1 干簧管传感器接口电路终端协调器上位机zigbee发送数据串口发送数据2图3.2 终端电路图协调器原理图3协调器 PCB 图图 3.3 终端 PCB 图45 相关模块的性能参数Zigbee 核心板介绍CC2530 是 TI 公司推出的最新一代 ZigBee 标准芯片，适用于 2.4GHz、IEEE 802.15.4、ZigBee 和 RF4CE 应用。CC2530 包括了极好性能的一流 RF 收发器，工业标准增强性 8051 MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM 以及许多其它功能强大的特性，可广泛应用在 2.4-GHzIEEE 802.15.4 系统，RF4CE 遥控制系统，ZigBee 系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健。CC2530 改进了 CC2430 RF 性能，多达 32/64/128/256KB 闪存以支持更多、更广泛应用，强大地址识别和数据包处理引擎， 能够很好的匹配 RF 前端，封装更小，IR 一代电路以及支持 ZigBee 2007/PRO 和 ZigBee RF4CE。CC2530 模块性能和参数如下：ZigBee 标准 2.4G 收发器;支持 802.15.4、ZigBee2007、ZigBee PRO 和 ZigBeeRF4CE 标准。增强型 8051 微控制器。32/64/128/256KB 闪存。8KB RAM。2 个 UART/12 位 ADC。4 个定时器。21 个通用 I/O。4 种供电模式。2.0-3.6V 工作电压。RSSI/LQI 支持。DMA 功能。支持 CSMA/CA。AES 加密协处理器。最大输出功率 10dBm。接收灵敏度-97dBm。RX：24mA。TX：29mA。低功耗：0.4uA适合嵌入产品当中的尺寸：长 34mm X 宽 23mm通讯距离更远，组网更灵活，带有 TI 全球唯一地址编码干簧管传感器性能参数1、采用进口常开型干簧管52、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA。3、工作电压3.3V-5V4、输出形式 ：数字开关量输出（0和1）5、设有固定螺栓孔，方便安装6、小板 PCB 尺寸：3.2cm x 1.4cm7、使用宽电压 LM393比较器 8、干簧管需要和磁铁配合使用，在感应到有一定的磁力的时候，会呈导通状态，模块输出低电平，无磁力时，呈断开状态，