目 录
1 引 言 1
2 国内外发展现状 1
3 系统简介 3
3．1 总体方案设计 3
3．2 主要元件介绍 6
3．3 关键技术介绍 12
4 系统硬件设计 12
4．1 系统总体电路设计 12
4．2 CC2530硬件电路设计 14
4．3 串口通信电路设计 15
4．4 天线电路设计 17
4．5 温湿度采集电路设计 18
4．6 复位电路和晶振电路 18
4．7 电源电路设计 19
4．8 JTAG电路设计 19
4．9 LED灯设计 20
5 硬件仿真测试 20
5．1 开发工具介绍 20
5．2 电路图编译 21
5．3 硬件软件调试 23
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
附录A CC2530核心模块电路图 31
附录B 采集节点底板电路图 32
附录C 协调器节点底板电路图 33
附录D 硬件测试实物图 34
1 引 言
自从上个世纪九十年代以来，人们对由传感器构成的无线传感器网络产生了极大的兴趣，是因为在低功耗嵌入式技术、无线网络通信技术、MEMS 微电子机械系统、现代网络和传感器技术方面的快速发展[1]。在获取信息和技术处理方面，作为一种新兴技术，无线传感器网络它集低功耗嵌入式技术、互联网科技、传感器技术和无线传输方法于一体。无线传感器网络能够解决单个传感器在广大用户信息需要方面 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
的各种不足之处，能够非常智能地获得用户所需要的信息，并且可以工作和安置在人们很难进入的地方。无线传感器网络被美国的《商业周刊》预测是未来全世界四大高科技产业之一，是这个世纪全世界中影响力最大的二十一项技术之一[2]。环境监测系统是无线传感器网络的热门性应用。节点自组织；节点的密度高；分布范围广泛；网络动态性极强；节点资源定量；能够采用无线传输；更少的成本；多跳。以上就是无线传感器网络的特点，正是基于这些特点，较之传统的环境监测系统，利用无线传感器网络系统的环境监测系统受到越来越广泛的应用。
这些年，随着各类无线通信技术的日新月异，使得人们的生活品质也被大大的进步了。人们在使用互联网的过程中，通讯变得更实时，各种高科技的出现改善了人类的生产生活方式，同时人们对自然环境的要求也随之提高，因此环境问题得到各界人士的重视。当前，环境监测研究的一个重点方向就是研发适合中国国情、价格便宜的远程监控系统，其中对环境监测系统需要解决的特别重要的一个步骤就是改善获得环境参数的方法，对很多问题做出最终判断，对数据进行分析，必须掌握环境参数。综合了各类小型传感器合作的无线传感器网络，可以及时监测、感应和收集各类环境参数或监测对象的信息，并传输给用户，具备无人值守，快速部署，低功耗和低成本的优势，在环境监控系统中非常适合应用。
2 国内外发展现状
从上世纪90年代末开始有对传感器网络的探索，进入21 世纪以来，学术领域、军方领域和工业领域大规模地对传感器网络投入研究，以欧洲和美国为代表，世界各地陆续展开了很多研究探索项目是关于无线传感器网络的。美国在这方面有了很大的发展，因为美国通过很多渠道比如国防部和国家自然基金等，投入了巨大资金和技术人员支持。
因特网曾经对人类的生活方式产生重大影响，无线传感器网络将是进入21世纪来又一IT热门技术。人与人之间的交流的方式因为互联网而变得更及时，而无线传感器网络将可以通过结合现实的物理世界和数字逻辑上的信息世界，来改变人与世界的交互方式。美国非常有名的《商业周刊》在2003年时，在其“未来科技专版”中写到的内容提到，未来世界的四大高科技产业是高效计算、塑料电子学、传感器网络和仿生人体器官，它们将会产生全新的产业浪潮[3-4]。
现在对于无线传感器网络的研究大概可被分成两个时间段[5]：第一个时间段更多的是MEMS 技术被利用来设计体型偏小的节点设备，智能微尘（Smart Dust）是其中最具有代表性的研究科目；第二个时间段主要是对计算机网络技术和通信协议的研究以及相应的仿真平台和实现平台的研究。其中利用传感器网络进行环境的实时监测是一个热门研究方向，在世界各地对这方面均有一定的探索[6]。
从国外的研究状况看，美国在无线传感器方面具有较深入的探索研究[7]。因为美国的自然科学基金委员会（Natural Science Foundation，NSF）的支持，杜兰大学、美国科罗拉大学、加州大学洛杉矶分校、哥伦比亚大学等高等学校研究了无线传感器网络的重要技术和基本原理[8]。加州大学洛杉矶分校通过研究无线传感器网络解决了一个在无线传感器网络仿真系统开发中存在的问题。加州大学伯克利分校编码方法提出了基于相关信息，确定在无线传感器路由节点的位置和传感器节点位置分布式算法的重建等方法，基于无线传感器网络的TinyOS操作系统被研发出来[9]。麻省理工学院已 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
经着手对用于低功耗无线传感器网络系统的技术方法进行探索。哈佛大学等其他高等学校对于无线传感器通信协议的独特的地方，进行了相关研究，陆续提出了定项发送协议、敏感的能源协议、基于谈判协议、多路径传播等新的路由协议。在世界上其他的国家和地区，像日本、澳大利亚、美国和欧洲也进行了大量的探究工作[10-11]。
和国外传感器网络的发展相比，国内水平相对落后，虽然几乎同时和国外一起启动了传感器网络的研究。因为在微系统和小型机电方面有一定研究，中国科学院和上海微系统所于2001年合作成立了微小系统研究中心，在无线传感器网络方面的多项重要研究项目先后成立，一个基于传感器网络的研究平台被初步建立起来[12]。国家发展改革委办公室颁布的“关于布局实行下一代因特网示例项目2005年研究开发，应用实验及事业化的通告”中已将家庭式网络和无线传感器网络节点等传感器网络确定的信息技术重要领域和前端技术中，详细列出了“传感器网络及智能信息系统”以及与无线传感器网络直接有关的两个研究技术，分别为“智能化感应技术”与“自组织网络技术”。我国的一些研究机构与高等学校也已经认真开始了无线传感器网络的研究项目，其中主要包括复旦大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、北京交通大学等。
这些年，随着各类无线通信技术的日新月异，使得人们的生活品质也被大大的进步了。当前成长的较为优异的几大无线通信技术包括ZigBee、蓝牙、GPRS、3G、4G。就目前来说，国内对此的研究主要偏向于仿真计算，网络协议等方面，在军事领域和普通应用方向的研究还比较少，无线传感器网络技术也很少被应用在环境监测方面。总的来说，因为传感器网络是刚开始发展的新生技术，中国与国际的发展水平的相差并不是很大，通过这项研究定会对人类发展产生重大意义，因此应该尽早展开研究，这会对整个中国的经济和社会，尤其是农业领域的发展具有重要的意义[13-14]。
P1_2 8 数字I/O 端口1.2
P1_3 7 数字I/O 端口1.3
图4-2 协调器底板
图4-3 采集节点底板

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