基于Zigbee的磁场检测

基于Zigbee的磁场检测 计算机科学与技术学院 《ZigBee无线网络原理》课程设计 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 设计题目: 基于Zigbee的磁场检测 设计人员: 学号: 学号: 学号: 学号: 学号: 指导教师: 2015年4月 I 目录 目录............................................................................................................................................. II 摘 要 ................................................................................................................................. III ABSTRACT ......................................................................................................................... IV 1设计目标 .................................................................................................................................... 1 2设计内容 .................................................................................................................................... 1 .................................................................................................... 1 3系统框图 ................................ 4实验所需器材 ............................................................................................................................. 2 5实验各个模块的相关电路设计 .................................................................................................... 3 5.1 霍尔传感器的相关 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 ................................................................................................... 3 5.2 霍尔传感器原理图 ........................................................................................................... 4 5.3协调器原理图 ................................................................................................................... 5 5.4 Zigbee核心板介绍 ............................................................................................................ 6 6实验软件设计 ............................................................................................................................. 7 6.1 裸机程序 ......................................................................................................................... 7 6.2 Zigbee 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 栈部分程序................................................................................................... 9 3基于VB语言上位机控制程序 ......................................................................................... 11 6. 7作品实物图展示 ....................................................................................................................... 13 8实验小组成员分工 .................................................................................................................... 15 9实验总结 .................................................................................................................................. 16 参考文献..................................................................................................................................... 16 10.小组成员评分 ......................................................................................................................... 17 II ZigBee磁场检测 摘 要 随着物联网的兴起，ZigBee技术以其独有的优势正在为我们提供更多优质便捷的技术成果。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。 【关键词】ZigBee核心板 霍尔传感器 磁场检测 III ABSTRACT With 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 Hall sensor Magnetic field detection IV 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 1设计目标 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软件的使用与程序下载以及手机软件开发环境。 2设计内容 (1)当有磁场靠近霍尔传感器时，根据霍尔传感器的工作原理:激励电流I 从一端流入，磁场B 由正上方作用于薄片，这时电子e 的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力F的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的两侧方向产生电场E 。电子积累得越多，F、E 也越大，在半导体薄片两侧方向的端面之间建立的电动势EH 就是霍尔电势，就能检测是否有磁场，其接口就会输出一个低电平信号。 (2)霍尔传感器检测到的信号就会通过Zigbee发送给协调器，然后协调器通过串口发送给上位机，通过上位机就能实时检测是否有磁场。 3系统框图 图3.1系统总体框图 1 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 图3.2程序运行框图 4实验所需器材 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。 (1)Zigbee核心板，2块; (2)仿真器，1套; (3)OLED显示器，1块。 (4)3.7V电池盒，1个 (5)锂电池，1节 (6)下载线，1根 (7)锂电池 专用充电器，1个 (8)底板，1块 (9)micro usb线，1根 (10)霍尔传感器，一个 2 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 5实验各个模块的相关电路设计 5.1 霍尔传感器的相关参数 (1)长尺寸:32mm X宽11mm X高20mm (2)主要芯片:LM393、3144霍尔传感器 (3)工作电压:直流5伏 (4)特点: 1、具有信号输出指示。 2、单路信号输出。 3、输出有效信号为低电平。 4、灵敏度可调(精调)。 5、有磁场切割就有信号输出 6、电路板输出开关量～(可直接接单片机) 7、可用于电机测速/位置检测等场合 适用场合:单片机学习、电子竞赛、产品开发、毕业设计等。 图片展示: 图5.1霍尔传感器实物图 3 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 5.2 霍尔传感器原理图 图5.2 霍尔传感器原理图 4 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 5.3协调器原理图 图5.3 协调器原理图 5 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 图5.4协调器PCB原理图 5.4 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。 6 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 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 图5.5CC2530模块实物图 6实验软件设计 6.1 裸机程序 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define LED2 P0_3 #define Su P1_1 7 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 //函数声明 void delayms(uint); void InitLed(void); // 初始化led1 void SuInit(); uchar SuScan(); void IO_Init(void) { P0DIR|=0x08; LED2=1; } void delayms(uint xms) { uint i,j; for(i=xms;i>0;i--) for(j=587;j>0;j--); } uchar SuScan(void) { if(Su==1) {delayms(10); if(Su==1) { return 1; // 无磁场 } } return 0; //有磁场 } void SuInit() { P1SEL &= ~0X02; //设置P11为普通IO口 P1DIR &= ~0X02; // 在P11口，设置为输入模式 P1INP &= ~0x02; //打开11上拉电阻,不影响 } int main(void) { IO_Init(); while(1) { 8 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 if(SuScan()) //改变LED状态 LED2=1; //正常，LED1灭掉 else LED2=0; //有磁场，LED点亮 } } 6.2 Zigbee协议栈部分程序 #include "MT_UART.h" //此处用于串口 //定义IO #define LED2 P0_3 //LED提醒 #define Su P1_1 //传感器检测口 MT_UartInit();//串口初始化 MT_UartRegisterTaskID(task_id);//登记任务号 /******霍尔传感器电路初始化******/ P1SEL &= ~0X02; //设置P11为普通IO口 P1DIR &= ~0X02; // 在P11口，设置为输入模式 P1INP &= ~0x02; //打开11上拉电阻,不影响 //检测是否有磁场 if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT ) {//周期性发送函数 if(Su==1) SampleApp_SendPeriodicMessage1(); //无磁场 else if(Su==0) SampleApp_SendPeriodicMessage2(); //有磁场 // Send the periodic message // SampleApp_SendPeriodicMessage(); // Setup to send message again in normal period (+ a little jitter) osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT, (SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) ); //无磁场 34 void SampleApp_SendPeriodicMessage1( void ) { 9 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 uint8 L[5]; L[0]='1'; L[1]='3'; L[2]=' '; L[3]='3'; L[4]='4'; if ( AF_DataRequest( &SampleApp_Periodic_DstAddr, &SampleApp_epDesc, SAMPLEAPP_YUYUAN_ID, 5, L, &SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { } else { // Error occurred in request to send. } } //有磁场 43 void SampleApp_SendPeriodicMessage2( void ) { uint8 L[5]; L[0]='1'; L[1]='3'; L[2]=' '; L[3]='4'; L[4]='3'; if ( AF_DataRequest( &SampleApp_Periodic_DstAddr, &SampleApp_epDesc, SAMPLEAPP_YUYUAN_ID, 5, L, &SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { } else 10 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 { // Error occurred in request to send. } } 6.3基于VB语言上位机控制程序 Private Sub Timer1_Timer() Label4.Caption = Now If MSComm1.InBufferCount > 0 Then '判断是否接收到下位机发送的数据 s = MSComm1.Input 'Text1.Text = Text1.Text + MSComm1.Input & vbCrLf '有数据就将数据送入显示区显示 Rem 接收当前温度值 和 其他相关检测的数据- '把接受得到的数据给s MSComm1.InBufferCount = 0 '清空接收区等待下次接收 i = Split(s, " ") '将数据按空格分开 ' Label10.Caption = s ' If UBound(i) + 1 <= 3 Then ' On Error Resume Next checkbit = i(0) '判断标识符 If checkbit = 13 Then cichang = i(1) If cichang = 34 Then Label6.Caption = "此空间无磁场" ElseIf cichang = 43 Then Label6.Caption = "此空间有磁场" Label6.ForeColor = &HFF& End If End If End If End Sub 杨平 2015/5/5 20:37:30 Private Sub Command1_Click() MSComm1.PortOpen = False Unload Me Form1.Show 11 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 End Sub Private Sub Form_Load() Rem 串口检测 '检测系统存在的串口，并设置到下拉列 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 框 Dim a As Integer For a = 1 To 16 '判断添加被占用的串口到列表 If Err.Number = 8005 Then '如果错误号为8005(端口已经打开),则添加到列表 Combo1.AddItem ("COM" & a - 1) End If Err.Clear '清除错误信息 '判断添加可用的串口到列表 MSComm1.CommPort = a If MSComm1.PortOpen = True Then '如果串口处于打开状态说明，此串口存在，添加到列表 Combo1.AddItem ("COM" & a) Else '如串口未处于打开状态，进行串口检测操作 On Error Resume Next '下一句操作出现错误，说明这个串口号不存在，进入下一个串口号的检测 MSComm1.PortOpen = True '打开这个串口，如果出现错误则说明这个串口不存在 Timer1.Enabled = True End If Next MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" '设置串口参数 MSComm1.InputMode = 0 '接收文本类数据 Dim i(2) As Integer '放字符串 Dim s As String '接收字符串 Dim checkbit As Integer ' 标志位 'Dim wendu As Integer Dim cichang As Integer End Sub 12 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 7作品实物图展示 13 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 图7.1硬件模块展示 图7.2上位机控制界面 14 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 图7.3终端电路图 图7.4终端PCB原理图 8实验小组成员分工 姓名 课程设计中承担的任务 负责画PCB电路图，编写调试程序，组织小组成员分工合作 上位机控制端的美工 制作电路板，并打好电路板上的元器件焊接洞孔 根据原理图焊接实物元器件，并测试电路是否正常工作 查找相关资料文献，总结完成实践报告 15 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 9实验总结 通过此次实验的练习，学习到了很多东西。第一是对Zigbee有了进一步的了解，; 第二是加强了在资料的搜索与资料的筛选，;第三是一个小小的团队分工合作的重要性。我们这个实验所涉及的内容很多，而且我和我的队友事先对我们这次的实验也没有太多的了解，很多东西都得自己去慢慢查阅和筛选资料，我和我队友进行分工合作，直到最后把课程完成。 现实和理想总是有差距的，或多或少都会出现一些问题。在这次实训过程中，我遇到了各种问题:某句程序不理解，程序调试不成功，节点指示灯不闪烁，实验现象和预期要求不符等。通过查阅相关资料、小组成员探讨和请教老师等途径，这些问题得到了及时有效的解决。解决问题的过程不是一帆风顺的，是要付出汗水和努力的，但这个过程很值得。 通过这次实训，我认识和了解了热门的Zigbee技术，提高了程序编写和调试能力。更重要的是，这次实训提高了我们通信专业所必需的实践能力和职场所需的团队合作能力，培养了我们认真严谨的科学态度。这些东西将让我们终身受益～ 参考文献 [1]无线龙，zigbee无线网络原理[M]，北京:冶金工业出版社. [2]Yu Chengbo.Liu Yanfei.Wang Cheng Research on ZigBee wireless work based on Modbus protocol 20092. [3]许洪华.刘科基于Modbus协议的ZigBee工业以太网网关设计[期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]-微计算机信息 2009. [4]刘桂臣.阳宪惠 Modbus报文有线/无线混合传输的实现 2008. [5]涂煊.彭瑜.周怡颋 Modbus通信协议的紫蜂无线传输网络的研究[期刊论文]-自动化仪表 2007. [6]Zig,Bee Alliance ZigBee-specification 2005. [7]Willig A.Matheus K.Wolisz A Wireless technology in works[外文期刊] 2005(06)引证文献. [7]叶琼茹.杨冠鲁光伏发电无线远程监控系统的设计[期刊论文]-黎明职业大学学报 16 《ZigBee无线网络原理》课程设计报告:基于ZigBee磁场检测的设计 2012. 10.小组成员评分 学 号 姓 名 评 分 签 字 指导老师签字: 年 月 日 17