2022年基于ZigBee的土壤含水率检测系统设计.docx

《2022年基于ZigBee的土壤含水率检测系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年基于ZigBee的土壤含水率检测系统设计.docx（26页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品学习资源题目：基于 ZigBee地土壤含水率检测系统设计欢迎下载精品学习资源【摘要】在农业、生态环境科学等领域地争论中，经常需要测量土壤地湿度.土壤湿度测量具有被测土地面积大、测量点多、需要观测时间长等特点.传统地测试方法是将传感器插入土层，然后进行读数记录，不仅花费大量地时间和人力，而且由于人为等因素仍会造成数据测试不准等问题.本文采纳 CC2530 作为核心掌握器件，利用埋入地下地土壤湿度传感器检测土壤地湿度，采纳基于ZigBee和 WSN 地自组网通信技术实现远程数据采集，克服了传统土壤湿度检测地缺点，争论了系统地硬件电路设计、软件编程和系统调试.该系统综合了Zigbee 无线网络自

2、组网、自行愈合和超低功耗地优点，能实时监测土壤信息，为进一步简化农业和生态环境地争论操作.最终经过测试结果说明，该系统运行稳固，丢包率低，能准时精确地监控土壤信息，并将土壤含水率爱护在适合植物生长地正确含水量地范畴之内 .【关键词】 CC2530ZigBeeWS技N 术 低功耗自组网欢迎下载精品学习资源【Abstract】Researchin the field of agriculture, ecology and environmental science, and often need to measure soil moisture. Soil moisture measurement

3、 has a ofmeasured landarea measurement points, needa longobservation time. Traditional testing methods is the sensor into the soil, and then reading the record, not only spend a lot of time and effort, but also due to man-made and other factors can also cause data test allowed and so on. In this pap

4、er, CC2530 as the core control device buried in the ground soil moisture sensor detects the moisture content of the soil, the use of remote data acquisition based on ZigBee WSN group network communication technology, to overcome the traditionalsoil moisture detection disadvantage of the system is di

5、scussed in the hardware circuit design, software programming and system debugging. The system combines the ZigBee wireless network from the network self-healing and ultra-low power consumption advantages, real-time monitoring of soil information to further simplify the research operation of agricult

6、ural and ecological environment. After the final test results show that the system is stable, low packet loss rate, timely and accurate monitoring soil, and the soil moisture content is maintained withinthe scope of the optimummoisture content suitable for plant growth.【Keyword】CC2530 ZigBee WSN Low

7、 power consumptionAutoAddNetwork欢迎下载精品学习资源目录一、 绪论11.1 课题背景 .0.1.2 争论地目地和意义 .0.1.3 国内外地进呈现状 .0.二、 ZigBee 简介02.1 Zigbee地概念及特点 .0.2.2 Zigbee与几种无线通信技术地比较 1.2.2.1 ZigBee技术 .1.2.2.2 蓝牙技术 .1.2.2.3 Wi-Fi 技术地比较 .2.2.2.4 红外技术 .2.2.3 zigbee网络基础 .3.2.3.1 ZigBee节点地类型 .4.2.3.2 ZigBee网络地拓扑结构 .4.2.3.3 ZigBee无线网络地组建

8、5.2.3.4 星型网络地组建与通信地实现 7.三、系统硬件设计03.1 系统总体电路图 .0.3.1.1 土壤含水率数据采集电路图0.3.1.2 ZigBee网络节点电路图0.3.2 土壤含水率采集电路与原理 .0.3.2.1 土壤含水量传感器采集原理0.3.2.2 土壤含水量传感器电路图 .0.3.3 ZigBee节点基本电路与原理 .0.3.3.1 时钟频率电路 .0.3.3.2 复位电路 .1.3.4 显示电路 .2.3.4.1 诺基亚 5110 液晶显示原理2.3.4.2 诺基亚 5110 液晶显示电路图2.四、系统软件设计164.1 系统主函数程序 .1 64.2 土壤传感器采集程

9、序 .2 0欢迎下载精品学习资源4.3 ZigBee终端节点程序 2.24.4 ZigBee路由器节点程序 .2 74.5 ZigBee和谐器节点程序 .3 44.6 NOKIA5110显示程序 .4 0五、系统调试40参考文献40附录 141附录 242附录 3 . 错误. 未定义书签；附录 444附录 547欢迎下载精品学习资源一、 绪论1.1 课题背景随着精准农业地进展和人们对农产品安全地重视，农田土壤信息 如含水率 地实时猎取变得越来越重要.土壤含水率是地表和大气之间通过蒸发地方式进行 能量和水分交换地主要掌握因子，很大程度上影响农作物地健康状况.现有地监测系统大多采纳有线数据采集及传

10、输，其缺点是安装和布线繁琐且工作量大，组网复杂，设备移动性差以及成本偏高，无法实施精确有效地监测，甚至在有 些场合难以实现 .无线传感网络是一种集信息采集、处理和无线传输于一体地先进监测技术，在诸多领域 如国防军事、环境监测、工程安全、农业温室、畜禽养殖场和食品加工等领域 一刊得到了肯定地应用.已经有国内外科研人员将其应用于不同农业环境监测领域，但从国外进口地同类设备及掌握系统价格昂贵，运行成本高，不利于在国内推广 .1.2 争论地目地和意义针对上述实际情形，争论开发一种智能农田土壤含水率信息监测系统特别必要.依据农田土壤环境及含水率监测地详细特点，应用无线传感器网络技术，设计了切实可行地土壤

11、水分无线传感网络自动监测系统.它主要由低功耗无线传感器网络终端节点，通过 ZigBee 自组网方式构成，进行环境数据地采集和无线传输，通过 ZigBee 网络技术实现终端节点与网关节点地无线通信，监测中心人员可以通过监测中心对系统进行治理和配置、发布监测任务以及对数据进行分析.将该系统应用于现场数据监测，通过测试检验其性能.1.3 国内外地进呈现状ZigBee 从 2002 年 ZigBee Alliance 成立到 2006 年联盟推出比较成熟地ZigBee 2006标准协议，至今已走过了多个春秋，当Zigbee 几年前刚显现时，它地支持者曾设想这种基于 IEEE 802.15.4 规范地无

12、线技术拥有潜在地庞大市场 .在低吞吐量、短距离通信应用中，成本是第一王牌，而类似蓝牙、802.11x 和802.15.3 等规范地性能过于强大 .但对于一些 Zigbee 支持者来说，起初地设想并没有成为现实 .任何一项通信协议标准都离不开上游芯片厂商地支持和推动，欢迎下载精品学习资源ZigBee 作为一项低功耗、低速率无线短距离传输应用地标准，自然也离不开芯片厂商地支持 .从整个 ZigBee 产业联盟来看，主要地上游芯片供应商有五家，分别为 Jennic、TiChipcon、Frescale、Ember、Ateml. “芯片 ”实际上只是一个符合物理层标准地芯片，它只负责调制解调无线通讯信

13、号，所以必需结合单片机才能完成对数据地接收发送和协议地实现.为了进一步削减 OEM 厂商地成本，部分上游芯片厂商推出了在单颗芯片上同时集成了物理层地收发和单片机功能地单 Soc 解决方案，单 Soc 把射频部分和单片机部分集成在了一起，不需要额外地一个单片机，它地好处是节约成本，简化设计电路.而且基本上每家芯片公司都免费供应了基于自家芯片地 ZigBee协议栈，大大地加速了ZigBee地应用和普及.随着 ZigBee协议标准地逐步完善和物联网大环境地带动，整个ZigBee产业可以说是朝着越来越繁盛地趋势进展，在5 大上游芯片厂商和 ZigBee 联盟地不断努力推动下，基于 ZigBee 应用层

14、出不穷，并和我们地实际生活接轨，让人们地生活更加智能美好 .ZigBee芯片全球销售收入逐年递增 .ZigBee 技术地应用特别广泛，现阶段以商业大楼自动化，家庭自动化掌握新建安装 与外表掌握为重点 .商业大楼可以利用 ZigBee 完成自动掌握，治理员可以有效地治理空调，灯光，火灾感应系统等各项开关掌握系统，可以达到减少能源费用，降低治理人力等节约目地.对消费者来说，如家中具有ZigBee 系统，可便利地监控家中地整体运作，有效把握电力，自来水，瓦斯地使用状况之外，亦可以具有安全功能，例如可以在家中安装无线传感器来监控各种不同情形，一旦侦查到异状即可自动发出警告.ZigBee 在外表掌握市场

15、随着国际外表巨头中国华立外表集团；韩国 NURI Telecom等纷纷开头引进 ZigBee技术之外表掌握系统之后，这个市场开头受到重视.ZigBee 外表掌握系统相当适合人工昂扬，幅员广阔，或是抄表员素养不良，抄表精确度不高，又或抄表员不易进入水，电，瓦斯外表所在地地地方 .具有这样背景地地方促使 ZigBee 外表掌握市场具有肯定地需求 .欢迎下载精品学习资源二、 ZigBee 简介2.1 Zigbee地概念及特点ZigBee 一词来源于蜜蜂群使用地赖以生存和进展地通信方式，蜜蜂通过调ZigBee 外形地舞蹈来传递新发觉地食物位置置，距离和方向等信息.ZigBee 是一种基于 IEEE80

16、2.15.4无线标准研制开发地，集组网、安全和应用技术为一体地无线网络技术， ZigBee 技术地应用不仅解决了传统灯光掌握相对分散、能源铺张、不能实现有效治理地问题，仍具备了传统掌握方式没有地功能，比如场景设置以及与建筑物内其他灯光系统地关联调剂等.由于 IEEE802.15.4仅能处理低层协议： MAC层和物理层协议 .ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化 .ZigBee 是一种新兴地短距离、低功耗、低数据传输速率（10250 KB / S）、低成本、低复杂度、牢靠性高地无线网络技术.其网络容量较大，可以容 纳 65000 个设备.供应了数据完整性检查和检测功能，采纳AES-

17、128加密算法 .使用频段为 2.4 GHZ，868 MHZ（欧洲）和 915 MHZ（美国），均为免费频段 .ZigBee 地网络拓扑结构主要有星型网络拓扑和对等网络拓扑.星状拓扑结构中有一个和谐者和其它地设备所组成，其它地装置都只能与和谐者连接，完全有和谐者处理所需要处理地事情，这种拓扑结构基本上使用64 位（ 8 个字节）地扩展地址，此外，和谐者给加入网络地设备安排16 为地地址以节约频宽 . 在这种网络中，网络和谐器一般使用连续电力系统供电，而其他设备采纳电池供电.星型网络适合家庭自动化、个人运算机地外设以及个人健康护理等小范畴 地室内应用 .点对点地拓扑结构也有一个和谐者，用来点对点

18、网络中也需要网络和谐器，负责实现治理链路状态信息，认证设备身份等功能，但是其他非和谐 者地 FFD 除了与和谐者连接外，也可、以对在其肯定范畴内地其他地设备进行通信，不过终端设备只能与FFD 连接，而点对点在实际地应用中主要是以更复杂地方式运作，点对点网络模式可以支持ad-hoc 网络答应通过多跳路由地方式在网络中传输数据ZigBee 网络中主要包括三种类型地设备，包括网络和谐器、全功能设备（ FFD）、精简功能设备（ RFD） .只有网络和谐者才能形成网络与其他地全功能设备或者是精简功能设备地连接.全功能设备同时具有路由地功能， 可供应信息地双向传输 .精简功能设备只能传送信息给全功能设备或

19、者从全功能设备接收信息 .欢迎下载精品学习资源2.2 Zigbee与几种无线通信技术地比较当今无线通讯领域由于其应用范畴和要求不同，存在着很多种无线通讯技术，各种无线连接技术都有着各自地优势和不足，应用在不同地领域之中.目前应用地最为广泛地无线通讯技术有以下几种.2.2.1 ZigBee技术Zigbee 技术主要用于近距离无线连接和家庭局域网络方面，其基础是IEEE802.15.4协议，该协议规定了物理层和低层次地MAC 层协议，网络层以上地协议和 API 地制定由 Zigbee 联盟负责进行标准化 .工作频带为 868/915MHz 与2.4GHz,2.4GHz为无许可证频带，世界各地各个领

20、域都可以使用，适合于低成本 地 Zigbee 技术使用 .其传输速度为 10k-250kbps,相对于蓝牙技术地传输速度较慢，适用于对数据需求量小，速度要求不高地环境.并且具有以下几大特点：(1) 省电：两节五号电池支持长达半年到两年左右地使用时间；(2) 牢靠：采纳了碰撞防止机制，同时为需要固定带宽地通信业务预留了专 用地 隙，防止了发送数据时地竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网地功能，信息在整个Zigbee 网络中通过自动路由方式进行传输，从而保证了信息传输地牢靠性；(3) 时延短：针对时延敏锐地应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活地时延都特别短；(4) 网络容量大：可支持达650

21、00 个节点；(5) 安全： Zigbee 供应了数据完整性检查功能，加密算法采纳通用地AES- 128；(6) 高保密性： 64 位出厂编号和支持 AES-128加密.2.2.2 蓝牙技术蓝牙技术是 1994 年爱立信公司第一提出地一种短距离无线通讯技术规范， 能够在设备间实现便利快捷、敏捷安全、低成本、低功耗地数据和语音通讯，是目前无线局域网地主流技术之一. 其工作标准为IEEE802.15.4 工作频带为ISM2.4GHz，在该频带上有 79 个信道，可以随时更换频道以防止干扰，传输速率为 723.1kbps. 当发射功率为 1mW 时，其通信距离可达10m；发射功率为100mW 时，通

22、信距离可达100m.蓝牙技术采纳敏捷地无基站组网方式，在这种欢迎下载精品学习资源组网方式下，每一个蓝牙设备都能够同时和7 个设备进行通信，而且支持点对点与点对多点地通信方式，在点对点地通信方式下，蓝牙技术采纳密码核对方式进行通信，及通信地两个设备需要进行设置相应地密码进行配对，大大增加了数据传输地安全性 .该技术广泛应用于现在如手机、PDA、台式机电脑和笔记本电脑等主流消费性产品当中 .2.2.3 Wi-Fi 技术地比较无线局域网技术 WLAN（Wi-Fi） ,其技术标准为 802.11，可实现十几兆至几十兆地无线接入 .WLAN 最大地特点是便携性，主要解决用户 “最好 100m”地通信需求

23、，定位于人点地区地高速游牧数据接入，不支持高速移动性，主流应用是商务用户在酒店、机场等热 点使用便 携电脑上网 浏览或 拜访企业地 服务器.WLAN制定有一系列标准，有 802.11b/n 等.使用 WiFi 地缺点包括功耗大、成本高、协议开销大、需要接入点.目前在一个器具上增加 WiFi 至少需要 15 美元.Bluesoft 标记地价格是 65 美元.虽然成本仍会下降，但近期仍只能用于跟踪价值较高地资产. 一个仓库可能只会把Bluesoft 标记用于它地铲车，而不会用于铲车搬动地箱子.Wi-Fi 是一个无中继转发才能地单跳网，器具只能连接到接入点（AP）.AP 之间地链接、 AP 与其他网

24、络地链接往往通过常规地有线以太网.假如已经用于其他以太网业务地同一布线 再用作 WiFi 回传，就需要进行认证或者把WiFi 无线数据包隔离开 .要不，你就不得担心装新地缆线和交换机 .现在，需要新兴公司正在推动 Wi-Fi 网状网，其内 AP 被用作路由器，彼此自动发觉，可经过几跳转发业务 .但网状网结构主要涉及用于室外，在AP 之间要求视距，使他们更适用于服务供应商，而不是企业.随着低速率应用市场需要 地不断增长， Zigbee 和 Wi-Fi 系统共处地可能性越来越大，但是由于两者都主要工作在 2.4GHZ 地 ism 频段，他们不行防止地会产生相互干扰，所以Zigbee 和 Wi-Fi

25、 之间地共存是一个待需解决地问题 .2.2.4 红外技术红外技术（ IrDA,Infrared Data Association是制定于 1993 年地一种短距离无线通讯标准 .采纳波长 850nm 地红光作为传输介质，采纳点到点通讯方式，通过红外光脉冲和电脉冲地转化实现通信，通讯距离在1M 以内，传输速率为16Mbps,是一种代替传统线缆传输地有效通讯方式.但因其传输距离有限、传输方向局限大等特点，在应用上受到了很大地限制.欢迎下载精品学习资源2.3 zigbee网络基础ZigBee 协议栈由IEEE 802.15.4 规范地物理层（ PHY）、媒介拜访掌握层（ MAC）和 ZigBee 联

26、盟增加地网络层（ NWK）、安全层、应用层（APL）组成.IEEE802.15.4 定义了 868/915MHz 和 2.4GHz 两个物理层标准，其中最常采纳地是 2.4GHz 物理层，它基于直接序列扩频技术，有16 个信道，信道间隔为5MHz，数据采纳十六进制准正交调制，能够供应250kbps 地传输速率 .IEEE802.15.4 定义地 MAC 层采纳了特殊地载波侦听多路拜访 / 冲突防止（ CSMA-CA）算法地信道拜访控 制和完全 握手协议 ， 为无线数 据地可 靠传输供应 了保证.ZigBee 地网络层主要实现网络地建立，节点加入或离开网络、储存相关邻近节点信息、路由发觉和路由爱

27、护等功能，支持星形、树形、网格等多种拓扑结构.ZigBee 地安全层供应了循环冗余校验、拜访掌握列表、AES-128 加密等安全爱护措施，保证网络中地便携设备不会意外泄漏其标识以及其它节点不会俘获传输中地信息 .ZigBee地应用层主要负责把不同地应用映射到ZigBee 网络上，主要包括安全与鉴权、多个业务数据流地会聚、设备发觉和业务发觉等.图2.3 ZigBee协议栈结构欢迎下载精品学习资源2.3.1 ZigBee节点地类型从网络配置来讲， ZigBee 网络有三种类型地节点：和谐节点、路由节点和终端节点 .ZigBee 和谐节点在无线传感器网络中可以作为汇聚节点,它必需是FFD，一个 Zi

28、gBee 网络只有一个和谐节点，它功能强大，是整个网络地主控节点，负责发起建立新地网络、设定网络参数、治理网络中地节点以及储备网络中节点信息等，网络形成后也可以执行路由器地功能，和谐节点一般由沟通电 源连续供电 .ZigBee 路由节点也必需是 FFD，它可以参加路由发觉、消息转发、通过连接别地节点来扩展网络地掩盖范畴等.此外，路由节点仍可以在它地个人操作空间中充当一般和谐节点，一般和谐节点与和谐节点不同，它仍旧受和谐节点地掌握 .ZigBee 终端节点可以是 FFD 或者 RFD，它通过和谐节点或者路由节点连接到网络，但不答应其它任何节点通过它加入网络，终端节点能以特别低地功率运行 .2.3

29、.2 ZigBee网络地拓扑结构如图2.3.1 所示， ZigBee主要支持三种拓扑结构：星形、树形和网格形10.星形拓扑是由一个和谐节点和多个终端节点组成地，和谐节点位于网络地中心，负责发起建立和爱护整个网络，其它地节点一般为 RFD，分布在和谐节点地掩盖范畴内，直接与和谐节点进行通信 .星形网地掌握和同步都比较简洁，通常用于节点数量较少地场合；网格拓扑一般由如干个 FFD连接在一起组成骨干网，它们之间是完全地对等通信，每个节点都可以与通信范畴内地其它节点通信，但它们中也有一个会被举荐为和谐节点，骨干网中地节点仍可以连接FFD 或RFD组成以它为和谐节点地子网 .网格拓扑是一种高牢靠性网络，

30、具有自复原才能，它可为传输地数据包供应多条路径，一旦一条路径显现故障，就存在另一条或多条路径可供挑选，但正是由于两个节点之间存在多条路径，它也是一种“高冗余 ”地网络；树形拓扑采纳簇树路由传输数据和掌握信息，枝干末端地叶子节点一般为 RFD每. 个簇首向与它相连地叶子节点供应同步服务，这些簇首受和谐节点地掌握，和谐节点比网络中地其它簇首具有更强大地处理才能和储备空间.树形拓扑地一个显著优点是网络掩盖范畴较大，但随着掩盖范畴地增大，信息地传输时延增大，而且同步复杂.欢迎下载精品学习资源图2.3.1 网络结构类型而本次设计中采纳地通信方式为星型拓扑结构，这样使用起来可以在设计中省略了无线路由器地建

31、立 .2.3.3 ZigBee无线网络地组建和谐器节点组网流程如图 4.3 所示，当 FFD 和谐器设备被激活后，第一进行对物理层所默认地有效信道进行能量扫描，以检测可能存在地网络重叠以及 PAN ID冲突地干扰 .并对检测到地信道按能量值进行排序 .然后执行主动扫描过程以挑选唯独地16 位 PAN ID，建立自己地网络 .当一个新网络被建立后， ZigBee路由器与终端设备就可以加入到该网络中了.欢迎下载精品学习资源开头和谐器上电激活信道扫描（主动模式）否收到信标帧是欢迎下载精品学习资源信道扫描（被动模式）建立网络收到入网恳求是地址空间满监听信标帧挑选父节点入网发送入网恳求否是收到入网回复否

32、欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源无地址空间，加入新子节点失败安排地址回复入网恳求回复胜利答应子节点入网新子节点入网胜利有未申请的父节点是否入网失败，作为冗余节点进入休眠模式欢迎下载精品学习资源终止图 4.3 和谐器组网流程图新网络建立后，全部其它节点 FFD 或 RFD均可作为网络中地子节点发送入网恳求，查找其通信范畴内地网络 .假如找到网络，节点依据所猎取地网络信息挑选一个父节点提出入网恳求，并等待父节点地恳求响应.父节点接到一个入网申请后，将依据恳求信息做出是否答应加入网络地判定，如答应加入，就父节欢迎下载精品学习资源和谐器初始化建立网络否建立网络胜利？是从节点加入网络从节点网络地

33、址存入地址表否收集气体浓度数据？是数据处理发送到 PC机点发出恳求响应，通知子节点 .子节点收到恳求响应后，将得到一个父节点安排给它地一个 16 位网络地址作为在网络内地唯独身份标识，至此节点胜利加入该网络.这样通过一级级地网络地址安排，网络区域内地全部节点将组成肯定形式地网络结构 .2.3.4 星型网络地组建与通信地实现本文地试验是以土壤湿度传感器采集地样本作为试验数据，以此来验证本系统地可行性，因此以土壤湿度采集节点为例，介绍星型网络地组建与各节点间通信地实现 .在网络设置时，使用网峰公司供应地开发套件对网络进行配置.加入网络胜利后，它即通过和谐器发送地信标与和谐器实现同步工作，开头按周期

34、采集本处地压力值，并将测量值传送给和谐器.其流程如图 2.3.4 所示.欢迎下载精品学习资源图 2.3.4 加入网络流程图欢迎下载精品学习资源三、系统硬件设计3.1 系统总体电路图3.1.1 气体浓度数据采集电路图3.1.2 ZigBee网络节点电路图3.2 气体浓度采集电路与原理3.2.1 气体浓度传感器采集原理利用气体浓度传感器可以读出气体浓度地模拟值，工作过程为：当浓度过高时，模块输出一个高电平，反之输出低电平.这是一个简易地水分传感器可用于检测土壤地水分，当土壤缺水时，模块输出一个高电平，反之输出低电平.使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您地花园里地植物不用人去管理 3.2.2 气

35、体传感器电路图3.3 ZigBee节点基本电路与原理3.3.1 时钟频率电路CC2530芯片地时钟频率电路主要有晶振频率为32MHz 和 32.768KHz地两个时钟电路 .外接地 32MHz 地晶振 XTAL1与两个负载电容一起组成 32MHz 地晶体欢迎下载精品学习资源振荡器.如图 3.3.1 所示.图3.3.1 32MHz时钟频率XTAL2 是一个频率为32.768KHz 地晶振，与连个电容组成晶体振荡器， 32.768KHz 晶体振荡器用在特别低地睡眠电流消耗和精确地唤醒时间应用中.如图 3.3.2 所示.图3.3.2 32.768KHz晶体振荡器3.3.2 复位电路同时在第 10 脚

36、引出一个 0.1uF 地电容和一个 10K 地电阻接 +3.3V 地电源组成一个复位电路 .如图 3.3.3 所示：CC2530芯片地复位方式有 3 种： a: 上电复位； b: 掉电复位； c：按键复位 .欢迎下载精品学习资源图3.3.3 复位电路3.4 显示电路3.4.1 诺基亚 5110 液晶显示原理5110 液晶模块具有以下特点： 84x48地点阵 LCD，可以显示 4 行汉字；采纳串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度削减，包括电 源和地在内地信号线仅有9 条.支持多种串行通信协议（如AVR 单片机地 I、MCS51 地串口模式等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数

37、据，无等待时间；可通过导电胶连接模块与印制版，而不用连接电缆，用模块上地金属钩可将模块固定到印制板上，因而特别便于安装和更换； LCD掌握器驱动器芯片已绑定到 LCD晶片上，模块地体积很小；采纳低电压供电，正常显示时地工作电流在200 A以下，且具有掉电模式；LPH7366 地这些特点特别适合于电池供电地便携式通信设备和测试设备中，Nokia5110 和 Nokia3110 是兼容地，用地都是同一款驱动芯片PHILIPS PCD8544.3.4.2 诺基亚 5110 液晶显示电路图Nokia5110PCD8544地 通信协议是一个没有 MISO 只有 MOSI 地 SPI 协议，假如单片机有富

38、有地 SPI 接口，也可以利用硬件 SP，I但通常没有必要，只需要欢迎下载精品学习资源软件程序模拟即可 .该模块一共有八个管脚，1-8 分别为：复位、片选、掌握、输入、时钟、电源 VSS、背光和电源 VDD.详细电路图如图 3.4.2 所示.图 3.4.2 5110 连线图欢迎下载精品学习资源四、系统软件设计系统程序流程图如下图所示 .开头初始化启动操作系统建立网络有设备加入加入失败加入胜利加入胜利绑定设备绑定失败绑定胜利绑定胜利接受终端传来气体浓度液晶屏显示气体浓度终止While1欢迎下载精品学习资源4.1 系统主函数程序系统主函数执行第一初始化硬件寄存器、操作系统，然后进入操作系统任务处理

39、函数，通过循环语句始终轮番执行处理.系统主程序见附录 1.4.2 气体传感器采集程序通过电位计调剂气体传感器地灵敏度.接处处理器地外部中断管脚上，当到 达电位计设定地浓度时，相应地外部中断会接收到高电平，否就接收到低电平. 通过这种方式来测量气体浓度情形 .气体传感器采集驱动程序见附录2.4.3 ZigBee终端节点程序ZigBee 终端采集节点是负责与气体传感器相连地，把采集到地浓度值通过ZigBee2007协议栈地组网协议传送给路由器或者和谐器.ZigBee终端节点程序见附录 3.4.4 ZigBee路由器节点程序路由器负责和谐终端与和谐器之间地通信，相当于转发地功能，跟终端和和谐器地代码不同 .详细代码见附录 4.4.5 ZigBee和谐器节点程序和谐器负责组建网络，然后终端和路由器可以实现自动加入申请，和谐器会判定和应答 .详细代码见附录 5.4.6 NOKIA5110显示程序采纳 5110 液晶显示采集信息，可以实现当前浓度等信息.其包括输出 ASCII欢迎下载精品学习资源字符，从字库中查找出字模，输出汉字，清屏，画图五个子程序.NOKIA5110显示程序见附录 6.欢迎下载