基于ZigBee的磁场系统

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磁场检测系统的设计设计人员：学号：学号：学号：学号：学号：指导教师：年月《zigbee无线网络原理》干簧管传感器目录摘要.......................................................................................................IAbstract.................................................................................................11设计目的.................................................................................................22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.................................................................................................34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........................................................................................97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...................................................................................................16I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《嵌入式课程设计》干簧管传感器1AbstractWiththeriseoftheInternetofthings,ZigBeetechnologywithitsuniqueadvantageistoprovideuswithmorehighqualityconvenienttechnologicalachievements.ThistopicresearchisbasedonZigBeetechnology,designedandimplementedanewwirelesstransmissiontestmagneticfieldsolution.Designwithcomputercontrolend,ZigBeetechnology,hallsensormoduleofhardwaremoduletestingsystem.Implementationwhenthereisamagneticfieldsensorneartheindicatorandtheuppermachinehasthefunctionofthetip.Makethemagneticfielddetectionbecomesconvenientandconcise.[keywords]ZigBeeMisensorMagneticfielddetection《嵌入式课程设计》干簧管传感器21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IARFOR8051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《zigbee无线网络原理》干簧管传感器3件的驱动。（5）实验完成后做好相应的实验总结。3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《zigbee无线网络原理》干簧管传感器4图3.1干簧管传感器接口电路图3.2终端电路图《zigbee无线网络原理》干簧管传感器5图3.3协调器电路图图3.4终端PCB图《zigbee无线网络原理》干簧管传感器6图3.5协调器PCB图5相关模块的性能参数干簧管传感器性能参数1、采用进口常开型干簧管2、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：3.2cmx1.4cm7、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，输出高电平，干簧管与磁铁的感应距离在1.5cm之内，超出不灵敏或会无触发现象。9、模块DO输出端可以与单片机I/O口直接相连，通过单片机可以检测干簧管的触发状态。10.模块DO输出端与继电器IN端相连，组成大功率干簧管开关，直接控制高电压。6软件程序功能实现模块6.1应用层代码《zigbee无线网络原理》干簧管传感器7//定义IO#defineLEDP1_5//LED提醒#definesenorP0_6//传感器检测口/******干簧管传感器电路初始化******/P0SEL&=~0X40;//设置P0.6为普通IO口P0DIR&=~0X40;//在P0.6口，设置为输入模式P0INP&=~0x40;//打开P0.6上拉电阻//传感器的判断：if(events&SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT){//周期性发送函数if(senor==1)//正常SampleApp_SendPeriodicMessage1();//正常，无磁场elseif(senor==0)//有磁力SampleApp_SendPeriodicMessage2();//有磁场！21//接收数据函数voidSampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt)//接收一个信息包{uint16flashTime;switch(pkt-clusterId)//簇id{caseSAMPLEAPP_CHENYUJIAO_ID://默认接收接收ID为自定义广播传输编号HalUARTWrite(0,&pkt-cmd.Data[0],5);//打印串口收到数据HalUARTWrite(0,\n,1);//回车换行break;caseSAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID:flashTime=BUILD_UINT16(pkt-cmd.Data[1],pkt-cmd.Data[2]);HalLedBlink(HAL_LED_4,4,50,(flashTime/4));//小灯闪烁break;}}//发送数据函数：voidSampleApp_SendPeriodicMessage1(void)//正常，无磁场{uint8L[5];《zigbee无线网络原理》干簧管传感器8L[0]='1';L[1]='1';L[2]='';L[3]='1';L[4]='2';if(AF_DataRequest(&SampleApp_Periodic_DstAddr,&SampleApp_epDesc,SAMPLEAPP_CHENYUJIAO_ID,5,L,&SampleApp_TransID,AF_DISCV_ROUTE,AF_DEFAULT_RADIUS)==afStatus_SUCCESS){}else{//Erroroccurredinrequesttosend.}}voidSampleApp_SendPeriodicMessage2(void)//有磁场！21{uint8L[5];L[0]='1';L[1]='1';L[2]='';L[3]='2';L[4]='1';//LED=1;if(AF_DataRequest(&SampleApp_Periodic_DstAddr,&SampleApp_epDesc,SAMPLEAPP_CHENYUJIAO_ID,5,L,&SampleApp_TransID,AF_DISCV_ROUTE,AF_DEFAULT_RADIUS)=