基于ZigBee无线传感器网络的温度测量

2．1 控制模块
控制模块以MSP430单片机为核心，是超低功耗微控制器，基于真正的16位RISC CPU内核，16位总线结构，每个外围器件都支持复杂的事件驱动型操作。同其他微控制器相比，带片内FLASH的微控制器可以将系统功耗降低至原功耗的1／5，并且减小了硬件线路板空间。
2．2 无线收发模块
主芯片采用TI-Chipcon公司推出的CC2420射频芯片，符合2．4 GHz IEEE 802．15．4标准，适用于ZigBee产品。该芯片只需极少外围元件，性能稳定且功耗极低。具有完全集成的压控振荡器，只需要天线、16MHz晶振等非常少的外围电路就能在2．4 GHz频段上工作，可确保短距离通信的有效性和可靠性。支持的数据传输率高达250 Kb／s，可实现多点对多点的快速组网。它的MAC层和物理层协议都符合IEEE802． 15．4规范，工作于许可的ISM频段。
2．3 路由协议
为了保证数据的可靠，传输采用多路径路由协议(MSR)，该协议是动态源路由DSR的扩展。DSR使用的是由发送端确定的路由，而不是由各个节点决定下一跳的路由。这样做的好处是中间节点无需保存路由信息。DSR是基于响应的，不需要周期地发送任何消息。DSR协议包括路由发现和路由保持机制两部分。
MSR保留了DSR的路由发现机制，所不同的是得到的为多个路径。每个被发现的路由保存在用惟一指标标志的路由缓存中，以备使用。因MSR使用源路由、源节点负责平衡负载，邻接节点只做转发，转发是根据包头指明的路径。

3 实验分析
实验在两层楼的若干个房间中布置一套基于ZigBee技术的无线温度采集系统实验装置，其网络结构如图3所示。每个房间都放置1个Zig Bee模块，其中协调器节点是必需的。在其他地方，根据是否需要路由功能，可以放置路由器或者终端节点。需要给其他节点路由转发数据报的节点配置为路由器节点，其他节点则都配置为终端节点。这样所有的节点组成1个ZigBee网络，每层楼一个协调器，数据最终传送到PC监控主机，对每个房间实时监控，并对超出温度范围的点报警。系统可靠性高，设计成本低廉，响应速度快，在不断发展的短距离无线通信技术中发挥极大的潜力。

4 结语
基于ZigBee无线网络技术的测温系统克服了有线传感器测温系统的不足，能够支持多达128个传感器节点，由于采用了多跳无线通信技术，系统的覆盖范围显著提高。该系统在典型应用情况下，能够实现不问断数据采集。测温系统中的ZigBee无线传感器网络作为信息交换和处理的通用平台，若配以不同类型的传感器可构成相应的测量系统，具有高度可扩展性。相信将来会有越来越多内置ZigBee功能的装置进入人们的生活，实现无所不在的物联网生活。