3. 低速率。ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。

4. 近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1-3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。

5. 短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s。

6. 高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。

7. 高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

8. 免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球) (ISM)频段。 ZigBee的这些特点使之最适合作为传感器网络的标准。

2.2 无线传感器网络

无线传感器网络（Wireless Sensor Network, 简称WSN）就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。 随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System,简称MEMS)、片上系统（SOC， System on Chip）、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络[6]。

很多人都认为，这项技术的重要性可与因特网相媲美：正如因特网使得计算机能够访问各种数字信息而可以不管其保存在什么地方，传感器网络将能扩展人们与现实世界进行远程交互的能力。它甚至被人称为一种全新类型的计算机系统，这就是因为它区别于过去硬件的可到处散布的特点以及集体分析能力。然而从很多方面来说，现在的无线传感器网络就如同远在 1970 年的因特网，那时因特网仅仅连接了不到 200所大学和军事实验室，并且研究者还在试验各种通讯协议和寻址方案。而现在，大多

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数传感器网络只连接了不到 100个节点，更多的节点以及通讯线路会使其变得十分复杂难缠而无法正常工作。另外一个原因是单个传感器节点的价格目前还并不低廉，而且电池寿命在最好的情况下也只能维持几个月。不过这些问题并不是不可逾越的，一些无线传感器网络的产品已经上市，并且具备引人入胜的功能的新产品也会在几年之内出现。

无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。

2.3 GPRS通信模块

GPRS是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可以说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。

GPRS经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。如此，使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上（VRN）的使用者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。GPRS分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据报头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。GPRS由于数据业务在绝大多数情况下都表现出一种突发性的业务特点，对信道带宽的需求变化较大，因此采用分组方式进行数据传送将能够更好地利用信道资源。例如一个进行WWW浏览的用户，大部分时间处于浏览状态，而真正用于数据传送的时间只占很小比例。这种情况下若

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采用固定占用信道的方式，将会造成较大的资源浪费。

在系统中，使用串口和GPRS模块进行通信，将我们的数据通过GPRS模块发送到用户手机上。

三 室内温湿度检测系统硬件设计

3.1CC2530单片机简介

随着计算机技术的发展，单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域如过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用，从而使这些领域的技术水平、自动化程度大大提高。根据上述几方面及本课题的实际情况，单片机型号的选择主要从以下两点考虑:

一是要有较强的抗干扰能力。由于一般室内电子电器产品比较多，这对单片机的干扰较大，所以应采用抗干扰性能较好的单片机机型。

二是要有较高的性价比。由于MCS-51系列在我国使用最广且该系列的资料和能够兼容的外围芯片也比较多，故本系统采用CC2530作为本系统的核心部件。

CC2530 是用于2.4-GHz，IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其它强大的功能。拥有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保

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了低能源消耗。它有三个不同的存储器访问总线 （SFR、DATA和 CODE/XDATA），以单周期

访问 SFR、DATA和主 SRAM。

CC2530的中断控制器提供了 18 个中断源，分为六个中断组，每组与四个中断优先级相关。当设备从空闲模式回到活动模式，也会发出一个中断服务请求。一些中断还可以从睡眠模式唤醒设备。内存仲裁器位于系统中心，因为它通过SFR 总线，把 CPU和 DMA 控制器和物理存储器和所有外设连接在一起。内存仲裁器有四个存取访问点，访问每一个可以映射到三个物理存储器之一：一个 8-KB SRAM、一个闪存存储器和一个XREG/SFR 寄存器。它负责执行仲裁，并确定同时到同一个物理存储器的内存访问的顺序 。数字内核和外设由一个 1.8-V 低差稳压器供电，同时它具有电源管理功能，可以实现使用不同供电模式的长电池寿命的低功耗应用运行。CC2530包括许多不同的外设，允许应用程序设计者开发先进的应用。

3.2SH10温湿度传感器简介

SHT10是一款高度集成的温湿度传感器芯片，提供全标定的数字输出。它采用专利的 CMOSens? 技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与 14 位的 A/D 转换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、极高的性价比等优点。

每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定，以镜面冷凝式湿度计为参照。校准系数以程序形式储存在 OTP 内存中，在标定的过程中使用。两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集 成变得快速而简单。微小的体积、极低的功耗，使其成为各类应用的首选。产品提供表面贴片 LCC 或 4 针单排引脚封装，特殊封装形式可根据用户需求而提供。

1.高度集成，将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上； 2.提供二线数字串行接口SCK和DATA，接口简单，支持CRC传输校验．传输可靠性高； 3.测量精度可编程调节，内置A/D转换器(分辨率为8～12位，可以通过对芯片内部寄存器编程来选择)；

4.测量精确度高，由于同时集成温湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能；

5.封装尺寸超小(7．62 mm×5．08 mm×2．5 mm) 重量仅为 100 毫克，测量和通信结束后，自动转入低功耗模式；

6. SHT10 采用表面贴装LCC（无铅芯片载体）包装方式。液晶聚合物环氧包覆外壳，标准0.8 mm FR4衬底。不含铅、铬、汞。

高可靠性，采用CMOSens工艺，测量时可将感测头完全浸于水中

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