一種基於ZIGBEE無線傳輸的智能儀表實訓構建系統的製作方法
2023-11-04 21:45:35 4
本發明涉及智能儀表技術領域，尤其涉及的是一種基於zigbee無線傳輸的智能儀表實訓構建系統。
背景技術：
目前設備，多數使用單一的自連設備，對於物聯網互聯、或者區域網互聯的設備很少，或者就是設置使用的連接協議不同，不能兼容，對於現有學校的基於物聯網專業的實訓，多數還是理論知識的學習，其促進學生紮實理論知識鍛鍊的實訓平臺還是欠缺，故現在開發基於zigbee無線傳輸的智能儀表實訓構建系統，實現局域設備的互聯數據傳輸，以滿足學生實訓鍛鍊的基本創造能力。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種基於zigbee無線傳輸的智能儀表實訓構建系統。
本發明是通過以下技術方案實現的：一種基於zigbee無線傳輸的智能儀表實訓構建系統，包括儀表執行單元部分，同時，還包括顯示單元、和多個採集終端組成，其中，所述的顯示單元通過zigbee無線傳輸與多個採集終端構建zigbee區域網系統；
其中，所述的顯示單元，
包括主處理器，所述主處理器為增強型單片機；
無線傳感網通訊接口，無線傳感網絡為ticc2530無線soc，在zigbee網絡中作為協調器角色，接收終端節點上傳的採集數據，也可以實現控制數據的下發；
顯示模塊，採用tft顯示屏；
usb通訊，使用主流usb接口晶片；
擴展接口，主處理器具有最多44個通用io口，所有未使用接口通過擴展接口引出，可以作為開發平臺,方便實現網絡通訊、sd卡讀寫等擴展功能；
所述的採集終端，
包括主處理器，使用ticc2530，實現與顯示單元的zigbee無線傳輸；
和擴展接口。
優選的，該系統還包括擴展功能模塊，通過連接顯示單元的usb接口，連接於擴展功能模塊。
優選的，所述的顯示單元，還包括供電迴路、鍵盤模塊、led顯示模塊和蜂鳴器中的一類或多類。
優選的，所述的採集終端，還包括供電迴路、鍵盤模塊、led顯示模塊、傳感器和蜂鳴器中的一類或多類。
優選的，所述擴展功能包括與顯示單元的usb接口匹配連接的usb接口，和本地實時監控伺服器，和網絡連接的web在線監控系統。
優選的，所述的顯示單元，包括主處理器，所述主處理器為增強型單片機；
其中，所述增強型單片機採用增強型51單片機stc12le5a60s2。
本發明相比現有技術具有以下優點：能夠促進學生充分學習和掌握主流zigbeesoc晶片cc2530的使用，對z-stack協議棧有一定了解，為基於zigbee無線傳感網絡的下一代智能儀表應用提供技術基礎，滿足儀器儀表和物聯網等相關專業的教學實踐需求。
附圖說明
圖1為本發明實施例的一種基於zigbee無線傳輸的智能儀表實訓構建系統的原理框圖。
具體實施方式
下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
依圖1所示，本實施例提高的一種基於zigbee無線傳輸的智能儀表實訓構建系統，包括儀表執行單元部分，同時，還包括顯示單元、和多個採集終端組成，其中，所述的顯示單元通過zigbee無線傳輸與多個採集終端構建zigbee區域網系統；
其中，所述的顯示單元，
包括主處理器，所述主處理器為增強型單片機；
無線傳感網通訊接口，無線傳感網絡為ticc2530無線soc，在zigbee網絡中作為協調器角色，接收終端節點上傳的採集數據，也可以實現控制數據的下發；
顯示模塊，採用tft顯示屏；顯示單元使用1.8寸tft顯示屏，具有128*160像素，262k真彩色，可以顯示ascii、漢字、字符、圖形等功能。
usb通訊，使用主流usb接口晶片；為了實現同上位機的通訊，顯控單元提供usb通訊接口，方便連接筆記本、pc機；使用主流usb接口晶片，提供usb驅動和單片機通訊接口源碼。
擴展接口，主處理器具有最多44個通用io口，所有未使用接口通過擴展接口引出，可以作為開發平臺,方便實現網絡通訊、sd卡讀寫等擴展功能；
其中，所述的採集終端，包括主處理器，使用ticc2530，實現與顯示單元的zigbee無線傳輸；和擴展接口。
其中採集終端利用cc2530自帶12位adc實現對可調電位器的信號採集，採集到的數據，按照一定的通訊協議打包，通過zigbee網絡上傳至顯控單元；所有cc2530的io口全部引出，可以連接更多的擴展模塊，例如實現對繼電器控制、對直流電機控制、對氣壓傳感器等其它接口的傳感器數據採集，終端節點使用5v電源適配器供電，預留電池供電接口。
而cc2530是一個真正的用於ieee802.15.4，zigbee和rf4ce應用的片上系統(soc)解決方案；它能夠以非常低的總材料成本建立強大的網絡節點。cc2530集成了業界領先的rf收發器、增強工業標準的8051mcu，在系統可編程flash存儲器，8-kbram和許多其它強大功能。其功能參數：
—21個通用i/o引腳(19個4ma，2個20ma)；
—2個支持多種串行通信協議的強大usart；
—看門狗定時器；
—電池監視器和溫度傳感器；
—高級加密標準(aes)安全協處理器；
—具有8路輸入並可配置的12位adc；
—ieee802.15.4mac定時器，3個通用定時器(1個16位，2個8位)；
—ir發生電路—具有捕獲功能的32-khz睡眠定時器；
—硬體支持csma/ca；
—支持精確的數位化的接收信號強度指示器(rssi)/鏈路質量指示(lqi)。
本實施例中，該系統依據zigbee協議棧使用tizstack，開發環境使用iarembeddedworkbench，使用ccdebug仿真器實現程序下載和在線調試；51單片機編程環境使用keiluvision2開發環境，使用isp實現程序的下載。
優選的，所述的顯示單元，還包括供電迴路、鍵盤模塊、led顯示模塊和蜂鳴器中的一類或多類。
優選的，所述的顯示單元，包括主處理器，所述主處理器為增強型單片機；
其中，所述增強型單片機採用增強型51單片機stc12le5a60s2。
stc12c5a60s2/ad/pwm系列單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期(1t)的單片機，是高速/低功耗/超強抗幹擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051,但速度快8-12倍。基本特性如下：
增強型8051cpu，1t，單時鐘/機器周期；
用戶應用程式空間32k/40k/48k/52k/60k/62k字節；
片上集成1280位元組ram；
通用i/o口(36/40/44個)；
isp(在系統可編程)/iap(在應用可編程)，無需專用編程器；
有eeprom功能(stc12c5a62s2/ad/pwm無內部eeprom)；
看門狗；
共4個16位定時器；
2個時鐘輸出口11.外部中斷i/o口7路；
pwm(2路)/pca(可編程計數器陣列,2路)；
a(可編程計數器陣列,2路)；
a/d轉換,10位精度adc，共8路，轉換速度可達250k/s(每秒鐘25萬次)；
通用全雙工異步串行口(uart)。
優選的，所述的採集終端，還包括供電迴路、鍵盤模塊、led顯示模塊、傳感器和蜂鳴器中的一類或多類。其中，附件類型，其左右比如鍵盤編程、pwm蜂鳴器控制、傳感器數據採集等；本實施例並不做具體限定，根據學校實訓情況，自主添加附件類型。
優選的，該系統還包括擴展功能模塊，通過連接顯示單元的usb接口，連接於擴展功能模塊。
優選的，所述擴展功能包括與顯示單元的usb接口匹配連接的usb接口，和本地實時監控伺服器，和網絡連接的web在線監控系統。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。