基于能源收集和ZigBee的低功耗溫濕度及重力傳感器設計.pdf

1、ZigBee技術是一種功耗低、成本低、通信距離短、傳輸數(shù)據(jù)速率慢、復雜度低的雙向無線通信技術，ZigBee技術可以嵌入到各種具有無線射頻發(fā)送模塊的微控制器中，并且可以自動組網(wǎng)，主要適用于短距離無線通信、自動控制和遠程控制等領域。支持無線傳感器網(wǎng)絡的無線通信技術、網(wǎng)絡技術、超微型嵌入式實時操作系統(tǒng)以及突發(fā)數(shù)據(jù)等若干關鍵技術的研究將成為未來ZigBee應用研究的趨勢和熱點。
　　無線傳感器網(wǎng)絡有著測量精度高、容錯性強等特點，其應用場景

2、廣闊。在無線傳感器網(wǎng)絡中為了更加真實可靠采集到數(shù)據(jù)，所以傳感節(jié)點個數(shù)必須要達到一定的量并且分布的區(qū)域要廣泛。而現(xiàn)在一般的無線傳感節(jié)點都是通過自身電池來供電的，這樣當電池電量耗盡，該傳感器網(wǎng)絡的使用壽命也就結(jié)束了，因為通過更換電池的方法來補充能源是不現(xiàn)實的。近幾年來可作為傳統(tǒng)電池代替品的自給能量收集技術成為了學者的研究熱點，因為能量采集技術可以很好的解決無線傳感器網(wǎng)絡能量供給問題，延長無線傳感器網(wǎng)絡的使用壽命。溫濕度和重力傳感器是基本的傳

3、感器之一，已廣泛應用于穿戴設備中，在健康生活中有很廣泛的應用。
　　本課題就是設計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計，同時具備ZigBee通信功能，以便應用于健康生活等領域，主要設計內(nèi)容和特點包括：
　　1、從能源收集和低功耗兩方面，分析和設計了整個模塊系統(tǒng)。并將溫濕度和重力傳感器采集到的數(shù)據(jù)，通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡的傳輸，在上位機上進行顯示、監(jiān)測和記錄。
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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，進行合理的構(gòu)架設計和簡潔的編程方式以減少功耗。
　　3、針于ZigBee網(wǎng)絡協(xié)議的要求，在ZigBee網(wǎng)絡可以有效運行的前提下，盡量簡化協(xié)議棧的協(xié)議層次，協(xié)議棧的操作更簡單容易、通信信令方式更簡練，并利用廣播信息的方式來避免交互應答，減少了系統(tǒng)的開銷并達到低功耗的目的。
　　4、針對能量收集，考慮到環(huán)境中太陽能的資源比較豐富，設計采用TI公司最新一代電源管理集成解決