毕业设计—基于ZigBee无线火灾报警器的设计.doc

基于ZigBee无线火灾报警器的设计 毕业论文 系 部： 电子信息工程系 学生姓名： 袁冬冬 专业班级： 电子09C3 学 号： 092211336 指导教师： 李洪群 2012年 02 月 08 日毕业论文声 明本人所呈交的基于ZigBee无线火灾报警器的设计 ，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期： 【摘要】计算机和网络技术的发展，引发了远程监测、监控领域深刻的技术变革。系统结构向网络化、开放性方向发展将是技术发展的主要潮流。目前在无线通信方面主要有蓝牙、红外、Wi-Fi和ZigBee等技术，而ZigBee技术相对于其他的无线通信技术最有潜力，它以低数据传输率获取了极低的功耗和固有网状能力，以经济、安全可高、高效等优点而成为众所瞩目的新兴无线网络技术。火灾自动报警系统是楼宇自动化的重要组成部分。 现有的火灾自动报警系统大多是以有线方式连接，这会造成布线繁琐，系统维护成本太高等问题。由于无线通信方式具有灵活，不需布线等优势。本文主要介绍基于ZigBee标准的射频芯片CC2530为核心的无线火灾报警系统的硬件电路及软件流程设计。该系统通过射频收发模块实现数据的传输。关键词：CC2530单片机，ZigBee技术，烟雾检测，报警ABSTRACTThe development of computer and network technology， triggering remote monitoring and control field deep technological changes. System structure to the network， open direction will be the main trend technical development. Currently in wireless communication is mainly have bluetooth， infrared， Wi - Fi and ZigBee technology etc， and ZigBee technology relative to other wireless communication technology， it with low most potential obtained data transfer rate very low power consumption and inherent mesh capacity， with economic and security can be high， wait the advantage efficiently and become the spotlight emerging wireless network technology. According to the environment of remote monitoring problem， this paper proposes a ZigBee wireless sensor network based on the remote monitoring system； Design using MSC - 51 SCM and temperature and humidity sensor ZigBee protocol stack， on the basis of application development. This paper designs the wireless sensor network system structure， discussed the network nodes， gateway， introduces the design of the monitoring data of remote transmission. Real-time monitoring of the remote temperature and humidity.Keywords: 51 SCM， ZigBee technology， temperature and humidity detection目 录一、引 言.1（一）火灾报警器述1（二） 火灾探测技术.2（三）火灾探测器的发展趋势2（四）论文研究的目的及意义3二、Zigbee介绍4（一）Zigbee简介41、Zigbee的起源42、ZigBee无线数据传输网络描述.43、ZigBee的优势.54、ZigBee的应用前景5（二）Zigbee通信协议.6（三）ZigBee 技术的网络拓扑结构6三、基于CC2530单片机的火灾报警器设计.9（一）火灾报警器设计框图9（二） CC2530核心电路设计.9（三）报警部分电路.11四、火灾报警系统软件设计.12（一）ZIGBEE操作过程.12（二）系统软件设计141、 主程序流程.142、 串口子程序143、 监测子程序164、 zigbee总线通信程序.21总结.24参考文献25附录.26毕业论文一 引 言随着工业测控系统规模的不断扩大，降低投资和使用成本成为工业通信技术发展的迫切要求， 有线网络由于安装和使用成本高昂，现已成为阻碍工业通信技术发展的主要难题，另外有线网络在组网是需要做旋转、移动或工作于强腐蚀性环境，布线将更为困难。无线网络技术具有组网自由、低功耗、高传输速率、抗干扰强等特点，完全符合无线网络通信的要求。其中，新型的无线传感器网络利用传感器节点可以随机分布于被监测区域，并以自组织方式构成无线网络系统，不会出现传统方法中布线带来的不便，可实现对监测区域的多点连续测量，数据的可靠性高的特点被日益受到重视。考虑到监测过程需要较长的电池寿命和低数据率的联网功能，可使用基于ZigBee技术，通过传输监测数据的无线连接方案解决。（一）火灾报警器概述 随着高层建筑的不断增多，火灾隐患也在增加。火灾作为危害人类生存的大敌，越来越受到人们的重视，一旦发生火灾，人的生命和财产将会遭受重大损失。于是人们开始寻求一种早期发现火灾的方法，以便控制火情，减少损失，保障生命和财产安全。火灾自动报警器就是为了满足这一需求而研制出来的，其功能和结构也随着人们需求的不断提高而逐渐完善。 在我国，火灾自动报警设备的研究、生产和应用起步较晚，20世纪五六十年代基本是空白，70年代开始创建并逐步有所发展，进入80年代以来，特别是最近几年，火灾自动报警设备的生产和应用有了较大发展，生产厂家、产品种类和产量以及应用单位都不断有所增加。 现有的火灾报警系统，多采用有线技术进行火灾传感器网络的组建。目前基于有线技术的火灾报警系统已趋于成熟。然而有线通信方式扩展性能差，布线繁琐，影响美观，而且由于采用硬线连接，线路容易老化或遭到腐蚀、鼠咬、磨损，因此有线报警系统故障发生率和误报警率较高。 采用无线传输方式构建的无线火灾报警网络则可以避免这些问题。无线报警系统是近几年来在国内外发展起来的新型火灾报警系统，与传统的火灾报警系统相比有它独特的优势并孕育着巨大的市场潜力。相对于有线方式而言，无线的方式比较灵活，不需布线，网络的基础设施不再需要掩埋在地下或隐藏在墙里。此外新节点加入和退出网络都非常方便，避免了重新布线的麻烦，这有利于网络的扩充，而不需要大规模的重新布局与规划。由此可见，无线网络可以很好地适应移动或变化的需要，可以认为无线网络是火灾报警网络的发展趋势。随着近年来微电子机械系统、无线通信、数字电子等技术的发展，对于无线火灾自动报警系统的研究已在国内外发展起来，并走向了实用化。 随着近年来人类在微电子机械系统、无线通信、数字电子方面取得的巨大成就，使得发展低成本、低功耗、小体积、短距离通信的多功能传感器成为可能。ZigBee技术的出现就解决了这些问题。将无线ZigBee传感器网络和人工智能结合，可以大大提高火灾报警系统的可靠性。正是由于ZigBee技术具有功耗极低、系统简单、组网方式灵活、成本低、等待时间短等性能，相对于其他无线网络技术，它更适合于组建大范围的无线火灾探测器网络。（二） 火灾探测技术 火灾的发生和发展是一个非常复杂的非平稳过程，它除了自身的物理化学变化以外还会受到许多外界的干扰，火灾一旦产生便以接触式(物质流)和非接触式能量流)的形式向外释放能量。接触式形式包括可燃气体、燃烧气体和烟雾、气溶胶等。非接触式如声音、辐射等。火灾探测技术就是利用敏感元件将火灾中出现的物理化学特征转换为另外一种易于处理的物理量。各种探测器对应的火灾物理参量及探测器如图1-1所示。火灾火焰（非接触式）燃烧音（非接触式）-声音传感器燃烧产物（接触式）辐射火焰探测器形状图像探测器温度温度传感器固体产物气体产物气体传感器器静电探测器感烟探测器离子式光电式微粒烟雾形状图像传感器图1-1 各种探测器对应的火灾物理参量及探测器（三）火灾探测器的发展趋势探测器朝新探测技术的发展进一步拓展了火灾探测的应用领域，为一些传统探测器无法胜任的环境提供了有效的手段。相关技术的发展，如傅立叶近红外光谱技术弱信号处理技术、低功耗MCU技术进一步促进了传统探测技术的改进，使得传统探测器在技术和性能上有了显著的提高。火灾着极早期探测、多传感器复合探测和探测器小型化、智能化的方向发展迈出了更快的步伐。 近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。单片机是器件级计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器。由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到任何电子系统中去，同样，它也可以广泛应用于报警技术领域，使各类报警装置的功能更加完善，可靠性大大提高，以满足社会发展的需要。（四）论文研究的目的及意义 目的：随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾一旦发生，很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素，最终导致重大生命财产损失。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。在现代城市家庭里，许多人因不懂家庭安全常识引起火灾事故，使好端端的幸福家庭眼间毁于一旦，有的导致家破人亡，而且一旦发生居民家庭火灾，处置不当、报警迟缓，是造成人员伤亡的重要因素。所以说，人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，还有预防火灾的发生。这就是我们研究声光报警器的目的。意义：在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。声光报警器对防家庭火灾，减少火灾损失具有现实意义。一系列火灾造成的惨痛损失也使全国各界意识到了声光报警器的必要性。据调查，在最近发生火灾的大多数房屋都没有安装报警器。所以，声光报警器在预防火灾发生上有着非常重大的意义。二 Zigbee介绍ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，是一组基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术。（一）Zigbee简介1、Zigbee的起源ZigBee， 在中国被译为紫蜂，它与蓝牙相类似.是一种新兴的短距离无线技术。用于传感控制应用(sensor and control)。此想法在IEEE 802.15工作组中提出，于是成立了TG4工作组，并制定规范IEEE 802.15.4，2002年，ZigBee Alliance成立，2004年，ZigBee V1.0诞生，它是zigbee的第一个规范，但由于推出仓促，存在一些错误，006年，推出ZigBee 2006，比较完善，2007年底，ZigBee PRO推出。ZigBee的底层技术基于 IEEE 802.15.4。物理层和MAC层直接引用了IEEE 802.15.4，在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必须是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此，经过人们长期努力，ZigBee协议在2003年正式问世。另外，Zigbee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。 长期以来，低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。自从Bluetooth出现以后，曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已， 但是Bluetooth的售价一直居高不下，严重影响了这些厂商的使用意愿。如今，这些业者都参加了IEEE802.15.4小组，负责制定ZigBee的物理层和媒体介质访问层。IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率（250kbps）、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线技术，用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。2 、ZigBee无线数据传输网络描述简单的说，ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。3、 ZigBee的优势 低功耗。在低耗电待机模式下，2 节5 号干电池可支持1个节点工作624个月，甚至更长。 低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ，降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2 美元。 低速率。ZigBee工作在20250 kbps的较低速率，分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。 近距离。传输范围一般介于10100 m 之间，在增加RF 发射功率后，亦可增加到13 km。这指的是相邻节点间的距离，如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15 ms ，节点连接进入网络只需30 ms ，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要310 s、WiFi 需要3 s。 高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254 个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000 个节点的大网。 高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128) 的对称密码，以灵活确定其安全属性。 免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗( ISM) 频段，2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美国) 和868 MHz(欧洲) 。4、ZigBee的应用前景ZigBee并不是用来与蓝牙或者其他已经存在的标准竞争，它的目标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场，它有着广阔的应用前景。ZigBee联盟预言在未来的四到五年，每个家庭将拥有50 个ZigBee 器件，最后将达到每个家庭150 个。据估计，到2007 年，ZigBee市场价值将达到数亿美元。（二）Zigbee通信协议由英国 Invensy 公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦等公司在 2002年共同宣布组成ZigBee 技术联盟；共同研究开发ZigBee 技术。在2003 年11月，IEEE 正式发布了该项技术物理层和 MAC 层所采用的标准协议，即 IEEE 802.15.4标准，作为 ZigBee 技术的物理层和媒体层的标准协议；2004 年 12 月，ZigBee 联盟正式发布了该项技术标准。标准的正式发布，加速 ZigBee 技术的研发工作，许多公司和生产商已经陆续地推出了自己的产品和开发系统，如飞思卡尔的MC13192，Chipcon 公司的CC2420、CC2430，Atmel 公司的AT86RF210等。ZigBee 技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其 PHY 层和 MAC 层协议为 IEEE 802.15.4 标准协议，网络层由 ZigBee 技术联盟制定，应用层的开发应用根据用户自己的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。根据 IEEE 802.15.4 标准协议，ZigBee 的工作频段分为 3个频段，这3 个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数目不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。它们分别为868MHZ、915 MHz 和 2.4GHz 三个频段，其中 2.4GHz频段上，分为 16 个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学频段，该频段为免付费、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250 kbps；另外两个频段相应的信道个数分别为 10 个信道和 1个信道，传输速率分别为40 kbps 和 20 kbps。 在组网性能上，ZigBee 设备可构造为星型网络或者点对点网络，在每一个 ZigBee组成的无线网络内，连接地址码分为16 bit短地址或者 64 bit 长地址，可容纳的最大设备个数分别为216个和 264个，具有较大的网络容量。在无线通信技术上，采用免冲突多载波信道接入（CSMA-CA）方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证传输数据的可靠性，建立了完整的应答通信协议。ZigBee 设备为低功耗设备，其发射输出为 03.6dBm，通信距离为 3070m。具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果、设备可自动调整设备的发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。 为保证ZigBee设备之间通信数据的安全保密性， ZigBee技术采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理。（三）ZigBee 技术的网络拓扑结构本设计基本原理如下：PC机具有接受协调器数据和发送指令的功能。而协调器是整个网络的核心，用来启动网络，当整个网络被启动后，退化为普通路由器。终端节点（即传感器）检测到各个位置的温度，应用路由器的接力作用，将数据发送给计算机，PC机实现可视化、形象化人机界面，方便了用户的操作和观察。分布式体温监测系统总体结构如图2-1所示。图2-1分布式监测系统总体结构图IEEE802.15.4标准定义了物理层（PhysicalLayer，PHY）：采用DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum直接序列扩频)技术，可提供27个信道用于数据收发。IEEE802.15.4定义了2.4GHz频段和868/915MHz频段两种物理层标准。物理层的主要功能包括：激活和休眠射频收发器，信道能量检测，信道接收数据包的链路质量指示，空闲信道评估，收发数据。媒体介入层（MediumAccessControlSubLayer，MAC）：IEEE 802系列标准把数据链路层分成逻辑链路控制子层LLC(Logical Link Control)和介质接入控制子层MAC两个子层。LLC子层主要功能包括：传输可靠性保障和控制，数据包的分段与重组，数据包的顺序传输。MAC子层实现包括制备间无线链路的建立、维护和断开，确认模式的帧传送与接收，信道接入与控制，帧校验与快速自动请求重发。网络层（NetworkLayer，NWK）：建立新的网络，处理节点的进入和离开网络。根据网络类型设置节点的协议堆栈，使网络协调器对节点分配地址，保证节点之间的同步，提供网络的路由，保证数据的完整性，使用可选的AES-128对通信加密。应用层：包括应用支持子层（ApplicationSupportSubLays，APS），应用架构（ApplicationFramework，AF）、ZigBee设备对象（ZigBee Device Objects，ZDO）以及用户定义应用对象（Manufacturer-Defined Application Objects，MDAO）.。应用层提供高级协议栈管理功能，应用程序由各制造商自己来规定，它使用应用层来管协议栈。（2）网络拓扑结构在ZigBee网络中，根据设备所具有的通信能力可以分为全功能设备(FFD)和精简功能设备(RFD)。FFD设备之间以及FFD设备与RFD设备之间可以直接通信，RFD之间不能直接通信。ZigBee网络由三部分组成：网络协调器(Coordinator)为FFD设备，是传感器网络中的主控制器，路由器(Router)也为FFD设备，其功能是接收/发送数据；在网络中需要路由的时候完成路由。终端设备(End Device)为RFD设备。 ZigBee的网络拓扑结构有3种:星形网络、树形网络、混合网络，如图2-2所示。A） 星形网络是一个辐射状系统， 网络拓扑结构如图2-2中a)图示。数据和网络命令都通过中心节点传输。如果用通信模块构造星形网络，只需要一个模块被配置成中心节点，其他模块可以配置成终端节点附录1：PCB图纸。a. 星型结构 b. 树型结构 c.网状结构 协调器 ROU RFD图2-2 ZigBee网络拓扑结构图B）树形网络拓扑结构如图2-2中b)图所示。树型拓扑最值得注意的地方就是它保持了星型拓扑的简单性：较少的上层路由信息、较低的存储器需求，这样成本必然也较低。然而，树型结构也不能很好的适应外部的动态环境。从图中可以看出，在信息源与目的之间，有且仅有一条传输路径，任何一个节点的中断或故障将会使部分节点脱离网络附录2：元件清单序号编号名称型号数量1U1集成运放3554AM12U3单片机CC253023LED1发光二极LED_red34Q1晶体管2N2218A55U2蜂鸣箱4V_0.5W16R电阻20037R电阻40058R电阻47029R电阻4.7K310R电阻100311R电阻330212火灾探头电阻1.2113Zigbee模块电阻1.8114VCC3直流电源5V1。C）混合网络拓扑结构如图2-2中c)图示。网络中的每个节点都是一个小的路由器，都具有重新路由选择的能力，以确保网络最大限度的可靠性，可以看出网络中任意两个节点的通讯路径不是唯一的，其路由拓扑是动态的，不存在一个固定可知的路由模式。网型网络结构还具有以下特征：自我形成，即当节点打开电源时，可以自动加入网络；自愈功能，当节点离开网络时，其余节点可以自动重新路由它们的消息或信号到网络外部的节点，以确保存在一条更可靠的通信路径。三 基于CC2530单片机的火灾报警器设计（一）火灾报警器设计框图CC2530是TI公司开发的符合ZigBee标准的2.4 GHz射频芯片，集成了所有ZigBee技术的优点，可快速应用到ZigBee产品。CC2530内部集成了33个16bit配置寄存器，15个命令选通寄存器，128字节的发送和接收缓冲区，以及速度高达10Mbits/s的SPI接口等。它是专门针对无线传感器网络设计的射频通信芯片，能够很好的满足无线传感器网络的需求。CC2530采用小型48脚QLP封装，有很多引脚是为了便于与后续产品兼容而设计的。探测器 部分设计框图如图3-1所示火灾探测器Zigbee接受单片机报警图3-1 探测器 部分设计框图该系统通过按键设置工作地点的报警阀值范围，利用ZigBee短距离无线通信技术引入到单片机系统中，采用信息传输的方案进行了数据传输送入单片机进行存储和处理。分析后，将值送到显示电路进行显示。（二） CC2530核心电路设计如图图 3-2 CC2530应用电路 ，CC2530只需要很少的外部元器件，CC2530内部使用1.8V工作电压，因而功耗很低，适合于电池供电的设备；外部数字I/O接口使用3.3V电压，这样可以保持和3.3V逻辑期间的兼容性。图 3-2 CC2530应用电路图Zigbee与单片机之间采用I2C总线进行数据传送，传送时时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化，如图3-3所示 图3-3 I2C总线 起始和终止信号 ：SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。数据传送格式（1）字节传送与应答，如图3-4所示每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。如果一段时间内没有收到从机的应答信号，则自动认为从机已正确接收到数据。 3-4 传送与应答（三）报警部分电路报警部分由陶瓷压电发声装置及外围电路组成，加电后不发声，当有键按下时，“叮”声，每按一下，发声一次，密码正确时，不发声直接开锁，当密码输入错误时，单片机的P2.1引脚为低电平，三极管T3导通轰鸣器发出噪鸣声报警。如图3-8所示：图3-5 报警电路原理图四 火灾报警系统软件设计（一）ZIGBEE操作过程用户MCU发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据.从模式下，DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。1.通讯过程如图4-1所示图4-1 ZIGBEE通讯过程图总线空闲状态为高电平，主机把总线拉低等待DHT11响应，主机把总线拉低必须大于18毫秒，保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后，等待主机开始信号结束，然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后，延时等待20-40us后， 读取DHT11的响应信号，主机发送开始信号后，可以切换到输入模式，或者输出高电平均可， 总线由上拉电阻拉高，如图4-2 图4-2 ZIGBEE通讯过程图总线为低电平，说明DHT11发送响应信号，DHT11发送响应信号后，再把总线拉高80us，准备发送数据，每一bit数据都以50us低电平时隙开始，高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平，则DHT11没有响应，请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us，随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。数字0信号表示方法如图4-3所示 图4-3 ZIGBEE通讯过程图数字1信号表示方法.如图4-4所示图4-4 ZIGBEE通讯过程图（二） 系统软件设计1、 主程序流程，如图4-5所示开 始初始化读取值将读取值发送到ZGB并分析报警返回图4-5主程序流程图2、监测子程序void ds1_reset(void)ds1=1；_nop_()； /1usds1=0；TempDelay(80)； _nop_()； ds1=1； TempDelay(5)； _nop_()；_nop_()；_nop_()；if(ds1=0) flag=1； else flag=0； TempDelay(20)； _nop_()；_nop_()；ds1=1； /*/bit ds1_read_bit(void) /读一位bit dat；ds1=0； _nop_()； ds1=1； _nop_()；_nop_()； dat=ds1； /15us内有效 TempDelay(10)； return(dat)； uchar ds1_read_byte(void ) /读一字节uchar value，i，j；value=0； for(i=0；i8；i+)j=ds1_read_bit()； value=(j1)； return(value)； void ds1_write_byte(uchar dat)uchar i；bit onebit； for(i=1；i1；if(onebit) /写 1ds1=0；_nop_()； _nop_()； ds1=1； TempDelay(5)；else /写 0ds1=0；TempDelay(8)； ds1=1；_nop_()；_nop_()；void tem_change1()ds1_reset()； delay(1)； /约2msds1_write_byte(0xcc)；ds1_write_byte(0x44)；uint get_temperature1()float wendu；uchar a，b；ds1_reset()；delay(1)； ds1_write_byte(0xcc)；ds1_write_byte(0xbe)；a=ds1_read_byte()；b=ds1_read_byte()；if(b15)temp1=b；temp1=8；temp1=temp1|a；temp1=temp1+1；wendu=temp1*0.0625； temp1=wendu*10+0.5；elsetemp1=b；temp1=8；temp1=temp1|a；wendu=temp1*0.0625； temp1=wendu*10+0.5；return temp1； void main()TMOD=0x21； TH0=0x3c； TL0=0xb0；TR0=1； ET0=1； SM0=0；SM1=1；REN=1；TI=0；RI=0；PCON=0；TH1=0xf5；TL1=0Xf5；ET1=0；ES=1；TR1=1；EA=1； while(1) TI=0；SBUF=a；while(!TI)；TI=0；delay(100)；SBUF=a；while(!TI)；TI=0；delay(50)； 3、zigbee总线通信程序void init()/初始化SCL=1；delay()；SDA=1；delay()；void start() /启动信号SDA=1；delay()；SCL=1；delay()；SDA=0；delay()；void stop()/停止信号SDA=0；delay()；SCL=1；delay()；SDA=1；delay()；void respons()/回应信号uchar i=0；SCL=1；delay()；while(SDA=1)&(i255)i+；SCL=0；delay()；void writebyte(uchar date)/写一个字节uchar i，temp；temp=date；fo