《嵌入式系统开发》
课程设计
（题目：基于ZigBee控制声光音乐盒的设计与实现）
院 （系） 专 业 班 级 12计科 学 生 姓 名 学 号
设 计 地 点 教13（605） 指 导 教 师
起止时间：2015年 月 日至2015年 月 日
《嵌入式系统开发》课程设计
基于ZigBee控制声光音乐盒的设计与实现
摘 要
针对目前市场上所生产的声光音乐盒大多都是传统的手动控制或以有线来控制的方式，非常不方便，又因近几年ZigBee近距离无线遥控技术发展很火，它是一种专为低速率无线传感器网络而设计的低功耗、低成本的短距离无线通信技术。ZigBee无线传感器网络具有高效节能等优势，于是我们设计了一个基于ZigBee技术的声光音乐盒。本文首先介绍了无线传感网络的发展和ZigBee技术的应用及其优势，然后结合我们上课所学单片机最小系统的知识，通过ZigBee技术来近距离无线控制声光音乐盒。声光音乐盒在市场上颇受大家的喜欢，且价廉物美。它上面的led灯不仅能够变换各种不同形式，音乐也有不同曲目。这样的一种将无线传感和音乐盒结合的设计将会有着非常广阔的应用前景。 关键词：ZigBee技术； 无线网络； 声光音乐盒；
Abstract
Currently on the market for the production of sound and light music boxes are mostly traditional manual control or wired to control the way, is very inconvenient, because in recent years the development of ZigBee short-range wireless remote control technology is fire, it is a special for low-rate wireless sensor networks designed for low-power, low-cost short-range wireless communications technology. ZigBee wireless sensor networks with high efficiency and other advantages, so we designed a sound and light based on ZigBee technology music box. This paper introduces the application and advantages of wireless sensor networks and the development of ZigBee technology, combined with our lessons learned and knowledge smallest single-chip system, through ZigBee short-range wireless technology to control the sound and light music box. Sound and light popular music boxes like everyone in the market, and cheap. Led lights above it can not only transform a variety of different forms, there are different music tracks. Such a wireless sensing and music boxes combination of design will have a very broad application prospects.
Keywords: ZigBee wireless network sound and light music box
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目录
1 绪论 ......................................................................................................... 5
1.1前言.......................................................................................................................... 5 1.2 无线传感器网络的国内玩研究现状..................................................................... 5 1.3 本课题研究的目的与意义..................................................................................... 7 1.4 主要研究内容和论文结构..................................................................................... 7 1.5 本章小结................................................................................................................. 8
2搭建平台 .................................................................................................. 9
2.1 嵌入式系统概述..................................................................................................... 9 2.2 S3C6410 处理器 ................................................................................................... 10 2.3 Linux 操作系统 .................................................................................................... 10 2.4交叉编译环境........................................................................................................ 11
3 ZigBee技术概述 ................................................................................ 13
3.1 ZigBee简介 ........................................................................................................... 13 3.2 ZigBee技术 ........................................................................................................... 13 3.3 ZigBee协议分析 ................................................................................................... 14 3.3.1 物理层................................................................................................................ 14 3.3.2 数据链路层........................................................................................................ 15 3.3.3 网络层................................................................................................................ 15 3.3.4 应用层................................................................................................................ 16 3.4 ZigBee协议栈 ....................................................................................................... 16 3.5本章小结................................................................................................................ 17
4 音乐盒软硬件介绍 .............................................................................. 18
4.1 音乐盒的设计....................................................................................................... 18 4.2最小系统电路设计................................................................................................ 19 4.2.1 复位电路............................................................................................................ 19 4.2.2 晶振电路............................................................................................................ 20 4.2.3时钟电路............................................................................................................. 20 4.3 本章小结............................................................................................................... 20
5 系统特点 ............................................................................................... 21
5.1 低成本、易操作................................................................................................... 21 5.2 自组网，免调试................................................................................................... 21 5.3 高可靠，易维护................................................................................................... 21 5.4 随时随地的多种控制方式................................................................................... 21 5.5节点结构................................................................................................................ 22
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5.6无线节点模块硬件组成........................................................................................ 22 5.7本章小结................................................................................................................ 23
6功能实现 ................................................................................................ 24
6.1 ZigBee无线通讯协议 ........................................................................................... 24 6.2传感器感应和显示程序........................................................................................ 25
7测试结果及分析 ................................................................................... 34
7.1硬件测试................................................................................................................ 34 7.2软件测试................................................................................................................ 34 7.3实验截图................................................................................................................ 35 致 谢.......................................................................................................................... 40
参考文献： ............................................................................................... 41
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1 绪论
1.1前言
随着社会的发展，人们期望着能随时随地、不受时空限制地进行信息交换。当今的各种智能化控制系统也离不开数据信息的传输。其中，无线数据传输区别于传统的有线传输的新型传输方式，系统不需要传输的线缆、成本低廉、施工简单。无线数据传输如下的优点使其日益得到广泛的应用：
（1）省去了通信设备之间的连线，特别是在不易接线或接线费用较高区域(如有历史意义的建筑物、河流、山脉等障碍)更具优势，甚至某些场合只能采用无线数据传输方式(如民航飞机的导航)；
（2）设备的可移动性、安装的方便性、组网的灵活性等。
目前，蓝牙、IEEE802.11等无线局域网协议及其技术的研究、开发和应用正如火如荼地进行，也预示着无线通信在未来的信息交换中将发挥出更大的作用。
随着计算机、通信和无线技术的逐渐地融合，在传统的有线通信的基础上，无线通信技术应运而生，它具有快捷、方便、可移动和安全等优势，所以广泛应用到遥控玩具、汽车电子、环境监测和电气自动化等。
现在，有很多的电器产品(如一些家用电器)的操作控制也都采用了无线数据传输方式，一些无线数据传输功能相对简单的电器产品，其无线数据传输信号的识别与译码大多采用单片机。如今，大部分编码调制芯片配套的译码芯片都内置到无线通信模块里，从而可使单片机做更多复杂的任务[1]。
在数字音乐播放器发展方面，功能越来越强大，但价格也随之上涨。用单片机设计音乐播放器，则性价比较高，但基于无线通信的音乐播放器就很少。
在一些应用场合中，音乐播放器受到有线通信的束缚，不便使用，这时就需要无线数据传输，本设计就是基于无线收发模块来实现无线声光音乐盒播放系统[2]。
1.2 无线传感器网络的国内玩研究现状
随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的发展进步，包括微电子机械系统