论文总字数：23206字

摘 要

ZigBee技术是新兴的无线双向通信技术，其具备近距离、自组织、低功耗、低复杂度、低速率等特征，在工业控制、智能家居、医疗护理等领域获得了广泛的应用。本系统是基于ZigBee网络的无线遥控器的实现，实现了终端节点与汇聚节点之间控制信息的传输，为构建一个多对一的无线遥控系统提供了底层设施，并且以此底层设施为基础设计了一套窗帘控制系统。系统设计基于模块化的设计思想，将系统分解为终端模块和汇聚模块，在这之下又对模块进行功能分解，分解为若干功能模块。系统硬件基于TI公司的SoC解决方案CC2530，软件协议栈使用的是配套的ZStack，所使用的开发环境是IAR Embedded Workbench for 8051。系统主要实现了ZigBee无线网络的组建，外部控制信息的输入，系统运行状态信息显示以及终端节点和汇聚节点之间的数据传输等功能。

关键词：ZigBee，CC2530，ZStack，无线控制系统

Abstract: ZigBee is a wireless technology developed as an open global standard to address the unique needs of short-distance, short-range, low-cost, low-rate, low-power wireless sensor networks. It has been widely used in industrial control, home automation, medical care and other fields. The system is an implementation about wireless remote control based on ZigBee network. In the system, end-device can communicate with coordinator. With this as a basis, you can build a many-to-one wireless remote control system, and then we design a curtain control system. This system is implemented using modularized design method. It is divided into two modules. One is terminal module, and the other is assembly modular. The more generated functional modules are described as well. CC2530 is used as hardware platform, and ZStack is used as ZigBee protocol stack. IAR Embedded Workbench for 8051 is adopted as the development tool. The system has the following functions: ZigBee Networking, receiving external control information, showing working status and data transmission.

Keywords: ZigBee, CC2530, ZStack, wireless remote control system

目 录

1 绪论 1

1.1 开发背景和意义 1

1.2 开发平台介绍 1

1.3 ZigBee网络 1

2 项目概要设计 6

3 硬件介绍 7

3.1 硬件架构 7

3.2 CC2530 7

3.3 74HC164 9

3.4 键盘模块 10

3.5 LCD12864 12

3.6 存储模块AT24C04 12

4 软件设计 13

4.1 软件架构 13

4.2 驱动设计 13

4.3 基于ZStack的应用层软件设计 19

4.4 电机的控制 26

5 系统测试与展望 29

5.1 系统测试与问题的解决 29

5.2 项目展望 30

总 结 31

参 考 文 献 32

致 谢 33

1 绪论

1.1 开发背景和意义

无线遥控器被广泛应用于信息收集、工业控制、家电控制、医疗护理等领域中。现行的无线遥控器一般采用红外、蓝牙等技术，遥控器直接与主机通信。由于光的直线传播原理，红外易受障碍物的影响，在障碍物较多，空间要求达不到的情况下，主机的响应率会降低，网络的通畅率会下降，而蓝牙只能建立一对一的通信连接，不能支持多终端的情况，应用场景需要接入多个控制器，那蓝牙也就不能胜任了。

ZigBee技术作为新兴的无线网络技术，它具备网络自愈、网络自组织、短距离、低数据传输率、低成本、低功率和低复杂度等特色。在一个ZigBee的网络平台上，可以至多包含65000个数据节点，网络中任意两个数据节点之间都可以相互进行信息交流。作为一种新的近距离无线通讯技术，ZigBee对低速率无线个人区域网络LR-WPAN(Low Rate Wireless Personal Area Network)的发展起到了强有力的推动作用。现在，其在工业控制、智能家居、智能交通、智能农业、医疗护理、消费类电子和远程控制这些领域已经获得了广泛的应用，未来还将拥有更广阔的应用场景。本课题利用ZigBee来搭建一个无线的、多对一的控制网络，实现了由一个汇聚节点和多个终端节点组成的无线遥控系统。基于搭建的无线遥控系统，将汇聚节点作为一个数据出口，可以在这之上搭建丰富多彩的应用系统，例如表决系统，教学反馈系统，医院护理提示系统等。

1.2 开发平台介绍

开发的系统环境是Win7 SP1，使用的单片机的开发环境有Keil4 for C8051，IAR Embedded Workbench for MCS 51 8.10，模拟软件使用的是Proteus7.5。使用Proteus的一个弊端是没有CC2530类型的芯片，所以在模拟阶段使用的是C8051来代替。因为这两个芯片在寄存器，中断，I/O端口设置和使用上的不同，所以当将模拟的程序在真实的CC2530上使用时，又增加了两个芯片之间移植的过程。

1.3 ZigBee网络

本节首先对ZigBee协议栈的架构的各层次做相关介绍，然后从拓扑结构和应用场景这两个方面对ZigBee网络拓扑结构做出说明，最后介绍本系统选用的组网方案。

1.3.1 ZigBee协议栈架构

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