基于ZigBee技术的电子称重系统设计

摘要

应对国内食品种类快速增加，国外食品大量涌入的现状，当前市场对于一套完善食品分装系统的需求也越来越迫切。传统模式下，此类工作通常是通过人为作业，经由肉眼判定，因而会造成一些错误和疏忽。对于生产和库存状况进行汇总、查询和分析比较繁杂，这些因素大大限制了生产的效率和质量，对于食品品质的保障也有很大影响。
　　本篇文章针对上述出现的问题，设计出基于ZigBee技术的网络电子称重系统，目的是对食品分装生产线状况进行监测和控制。系统选用无线控制芯片JN5148搭建了无线传感器网络平台，完成称量数据参数的采集和传送，大大节省了人力的浪费，更高效的实现了对工作现场的监督和管理。首先，在以基于IEEE802.15.4技术的射频芯片JN5148为核心处理器中，运行JenOS操作系统以保证系统任务实时性和可靠性，分传感器节点和协调器节点两部分完成了无线称量网络系统的硬件设计。其次，在Zigbee Pro协议栈上设计了ZigBee协调器模块和路由器模块的应用程序，协议栈和应用程序交替对处理器和外围部件进行操作，实现初始化并建立网络、接收和发送数据、离开和重入网络等多种功能。最后，协调器设备通过RS485总线把信息传送给监控中心，实现监控中心对生产情况的监控。
　　基于ZigBee的网络电子称重系统使得作业流程无线化，减少了实体线路及大型固定机具的架设。实现了对于网络中设备工作状况的无线监控，提高了工作的效率。经过实际的测试和调试，该系统能够在工厂环境中稳定工作，验证了本篇设计的可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 课题相关领域的发展现状

1．2．1 电子秤的发展现状

1．2．2 无线传感器网络的发展现状

1．3 论文主要研究内容及结构安排

第2章 无线传感器网络中通信技术的选择

2．1 无线传感器网络介绍

2．2 ZigBee技术概述

2．2．1 ZigBee技术的特点

2．2．2 ZigBee与IEEE802．15．4

2．2．3 ZigBee协议栈框架结构

2．2．4 ZigBee与其他无线通信技术的比较

2．2．5 ZigBee的应用发展

2．3 项目总体需求分析

2．4 设计方案的基本思路

2．5 无线控制器芯片的选取

2．5．1 JN5148芯片的选择

2．5．2 JN5148芯片特点

2．6 本章小结

第3章 系统硬件设计电路

3．1 传感器网络节点模块电路设计

3．1．1 JN5148最小系统电路

3．1．2 RS-232串口转换电路

3．1．3 报警电路

3．1．4 电源管理电路

3．1．5 复位电路

3．2 协调器网络节点模块电路设计

3．3 本章小结

第4章 系统软件设计

4．1 基础平台架构

4．1．1 JenOS操作系统配置

4．1．2 ZigBee Pro协议API

4．1．3 软件开发环境

4．2 星形网的组建

4．2．1 网络的建立

4．2．2 数据的传输

4．3 协调器的程序设计

4．4 路由器的程序设计

4．5 RS485总线的程序设计

4．6 本章小结

第5章 系统调试运行

5．1 测试工具介绍

5．2 节点参数配置

5．3 系统组网测试

5．4 通信距离测试

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢