MÔN dự án kỹ THUẬT NÂNG CAO đề tài nghiên cứu về công nghệ zigbee

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
--

--

MÔN: DỰ ÁN KỸ THUẬT NÂNG CAO

GVHD: TÔN THẤT PHÙNG
Đề tài : Nghiên cứu về công nghệ Zigbee

Lớp học phần : DHDTVT15A
Nhóm : 1
GVHD : Tơn Thất Phùng


Nhận xét của giảng viên hướng dẫn
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày này đất nước ta đang trong giai đoạn phát triển về cơng nghiệp hóa hiện
địa hóa. Đi đơi với sự phát triến kinh tế nói chung thì nền khoa học công nghệ cũng
đang phát triển rất mạnh mẽ ở đất nước ta cũng như trên thế giới.
Môn học dự án kĩ thuật nâng cao là một trong những môn học đặc biệt quan
trọng đối với tất cả các sinh viên học ngành Điện Tử của trường Đại học Cơng nghiệp
thành phố Hồ Chí Minh. Đây sẽ là tiền đề giúp cho sinh viên tiếp cận với những thành
tựu công nghệ điện tử tiên tiến trên thế giới và ở Việt Nam. Bên cạnh đó mơn học này
cịn là môn cơ sở cho rất nhiều môn học khác. Thông qua việc thực hiện các đồ án sẽ
giúp mỗi sinh viên có thể nắm vững kiến thức, hiểu biết sâu hơn về ngành Điện Tử nói
chung và ngành Điện tử viễn thơng nói riêng. Hơn hết, mơn học cịn giúp sinh viên

đánh giá được khả năng của bản thân về môn học đồng thời biết cách vận dụng môn
học vào thực tế.
Là sinh viên ngành Điện tử viễn thông của trường Đại học Công Nghiệp
Tp.HCM, sau một học kỳ vừa qua, dưới sự chỉ bảo tận tình của quý giảng viên bộ môn
Thiết kế kỹ thuật nâng cao, chúng em đã học hỏi rất nhiều điều bổ ích. Theo kế hoạch
kết thúc mơn, đề tài đồ án của nhóm là: Tìm hiểu cơng nghệ Zigbee.


LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày này đất nước ta đang trong giai đoạn phát triển về cơng nghiệp hóa hiện
đại hóa .Trong thời đại cơng nghệ số này, sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là
những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Các
thiết bị tự động hóa áp dụng mạng viễn thơng dùng tín hiệu truyền tin đã được con
người áp dụng vào cuộc sống hàng ngày nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống dần trở
nên phổ biến.
Mặc dù cáp điện vẫn đóng vai trị chúng trong truyền và nhận thông tin nhưng
việc sử dụng các lại thiết bị không dây đang trở nên ngày càng quen thuộc với chúng
ta.Công nghệ không dây ngày nay đang hướng tới các thiết bị gia dụng như kết nối các
bộ phận chức năng trong nhà để điều chỉnh và kiểm soát các hệ thống trong nhà như ga,
điện, nước,mạng internet….Nên việc sử dụng cách truyền nhận khơng dây với các
hình thức như sử dụng chuẩn wi-fi 802.11 (giá thành cao) và bluetooth (không đáp ứng
được khoảng cách truyền nhận ) khơng cịn đáp ứng được các u cầu như người sử
dụng. Và chuẩn kết nổi không dây IEEE 802.15.4 ra đời nhằm thiết lập mạng cá nhân
không dây WPAN phục vụ truyền thông tin trong khoảng cách tương đối ngắn. Mạng
WPAN có thể liên lạc hiệu quả mà khơng địi hỏi nhiều về cơ sở hạ tầng, giá thành thiết
bị rẻ, nhỏ gọn, ít tiêu hao năng lượng mà vẫn đem lại hiệu quả cao trong liên lạc,
khoảng cách truyền tin có thể lên tới 75m.
Vì vậy nhóm em đã tìm một trong những cơng nghệ mới hiện đang được ứng
dụng trong các mạng liên lạc đã đạt được hiệu quả cao đó là cơng nghệ ZigBee.

LỜI CẢM ƠN
Tri thức là một biển cả mênh mông, mỗi một con người cụ thể muốn nắm bắt tri
thức để làm hành trang cho cuộc đời, không loại trừ là phải học tập. Chúng ta sinh ra và
lớn lên trong sự nuôi dưỡng của cha mẹ và hạnh phúc biết bao khi được thầy cô “gieo
mầm tri thức" để mai này khi trưởng thành là một công dân tốt và có cơ hội cống hiến
cho xã hội..
Khi nhận được đề tài tìm hiểu về cơng nghệ Zigbee nhóm cịn gặp nhiều khó
khăn và nhiều trở ngại, tuy nhiên với sự giúp đỡ thầy Tơn Thất Phùng hướng dẫn tận
tình, chu đáo chỉ bảo và hỗ trợ chúng em trong suốt q trình thực hiện đồ án.Cuối
cùng nhóm đã cố gắng nỗ lực hoàn toàn
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trong Khoa Công nghệ
điện tử Trường Đại học Công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt và trang bị
cho em những kiến thức nền tảng và hữu ích trong suốt thời gian học tập tại trường.
Những gì thầy cơ giảng dạy, không chỉ đơn thuần là những bài học trong sách vở mà
cịn là những kinh nghiệm mà thầy cơ đã tích góp được nó đã giúp em rất nhiều trong
việc hồn thành đồ án, và đó sẽ là hành trang tốt nhất giúp chúng em hoàn thành thật tốt
trách nhiệm là một người sinh viên mẫu mực của trường.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !


Bảng tiến độ cơng việc

Tuần
1
2
3
5

4

Tìm kiếm linh kiện phù hợp được sử dụng trong đề tài
6
7
8
9

10
11
12


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................... 1
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.................................................................................................................. 2
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................................... 3
Bảng tiến độ công việc..................................................................................................................... 4
I.

Tổng quan về mạng Zigbee................................................................................................. 1
1.

Khái niệm............................................................................................................................ 1

2.

Cấu trúc của mạng Zigbee............................................................................................ 1

3.

Mô hình mạng Zigbee..................................................................................................... 2

4.

Các dải tần số hoạt động của zigbee.......................................................................... 2

5.

Thành phần mạng zigbee............................................................................................... 3

6.

Ưu điểm của Zigbee......................................................................................................... 4

7.

Nhược điểm của Zigbee.................................................................................................. 4

8.

Các ứng dụng phổ biến của Zigbee............................................................................ 4

9.

Sơ đồ khối............................................................................................................................ 5

II. Phần cứng và phần mền cần sử dụng.............................................................................. 6
1.

Giới thiệu về Module CC2530...................................................................................... 6
a.

Giới thiệu......................................................................................................................... 6

b.

Tính năng........................................................................................................................ 6

c.

Ứng dụng......................................................................................................................... 6

d.

Thông số kĩ thuật.......................................................................................................... 7

e.

Các bước cấu hình........................................................................................................ 7

3.

Phần mềm......................................................................................................................... 10
a.

Giới thiệu về phần mềm........................................................................................... 10

b.

Giao diện phần mềm................................................................................................. 10

III. Thực hành kiểm tra và so sánh đánh giá................................................................... 11


1.

So sánh lý thuyết............................................................................................................. 11

2.

Điều kiện hoạt động....................................................................................................... 12

3.

Sơ đồ nguyên lý mạch................................................................................................... 12

4.

Đánh giá kết quả đo được........................................................................................... 12

5.

Chứng minh thực nhiệm.............................................................................................. 13

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................... 15


I.

Tổng quan về mạng Zigbee
1. Khái niệm

Công nghệ ZigBee được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn 802.15.4 của tổ chức
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Tiêu chuẩn 802.15.4 này sử
dụng tín hiệu radio có tần sóng ngắn, và cấu trúc của 802.15. Cơng nghệ ZigBee vì thế
cũng dùng sóng radio và có 2 tầng. Hơn thế nữa ZigBee cịn thiết lập các tầng khác nhờ
thế mà các thiết bị của các nhà sản xuất dù khác nhau nhưng cùng tiêu chuẩn có thể kết
nối với nhau và vận hành trong vùng bảo mật của hệ thống.
Nhờ chức năng điều khiển từ xa không dây, truyền dữ liệu ổn định, tiêu thụ năng
lượng cực thấp, công nghệ mở đã giúp công nghệ ZigBee trở nên hấp dẫn sử dụng cho
các ứng dụng, đặc biệt là ứng dụng trong nhà thông minh hiện nay.
2. Cấu trúc của mạng Zigbee

Cũng giống như trong truyền thông công nghiệp, khi thực hiện một giao thức
truyền thông, người ta thường phải dựa trên một mô hình kiến trúc chuẩn. Bất kỳ một
giao thức truyền thơng nào đều có thể qui chiếu tới một lớp nào đó trong mơ hình của
kiến trúc tương ứng. Trong truyền thơng cơng nghiệp ta đã biết đến đó là mơ hình qui
chiếu OSI 7 lớp.

Cấu trúc mạng Zigbee

1


ZigBee cũng có một kiến trúc ngăn xếp nhiều tầng, trong đó tầng vật lý và tầng
MAC (Medium Access Control) được định nghĩa giống chuẩn IEEE 802.15.4. Sau đó
ZigBee Alliance đã định nghĩa thêm 4 thành phần chính: tầng mạng, tầng ứng dụng, đối
tượng thiết bị ZigBee (ZigBee device objects – ZDO) và các đối tượng người dùng (cho
phép tùy biến theo từng ứng dụng). Trong đó, việc thêm vào các ZDO chính là cải tiến
đáng kể nhất, vì đây chính là các đối tượng thực hiện nhiều tác vụ như định nghĩa vai
trò của các thiết bị, tổ chức và yêu cầu truy nhập vào mạng, bảo mật cho thiết bị…

3. Mơ hình mạng Zigbee

Zigbee có ba dạng hình được hỗ trợ là dạng hình sao, dạng hình lưới và dạng
hình cây. Mỗi dạng đều có ưu nhược điểm riêng của mình và sẽ được sử dụng tùy vào
trường hợp khác nhau.

Dạng hình sao

Dạng hình cây

Dạng hình lưới

Thiết bị điều phối mạng PAN
Thiết bị đầy đủ tính năng FFD – Full Function Device
Thiết bị tính năng thu gọn RFD – Reduce Device
+ Với dạng hình sao (Star network): các nút con sẽ liên kết với nút chủ ở vị trí

trung tâm.
+ Với dạng hình lưới (Mesh network): Mạng này có độ tin cậy cao, mỗi nút trong

mạng lưới đều có khả năng liên kết với các nút khác, cho phép tín hiệu truyền
liên tục trong mạng và bền vững. Nếu có sự cản trở thì hệ thống sẽ tự nhảy sang
nút khác.
+ Với dạng hình cây (Cluster network): Là một bản mở rộng của hình lưới và có

thể phủ sóng và mở rộng cao hơn.
4. Các dải tần số hoạt động của zigbee

2

ZigBee có kiến trúc nhiều tầng như chuẩn 802.15.4, là có tầng vật lý và tầng
MAC, hoạt động ở 1 trong 3 dải tầng sóng:
+ Dải 915MHz cho khu vực Bắc Mỹ.
+ Dải 868 MHzcho Châu Âu, Nhật
+ Dải 2.4GHz cho các nước khác.
Ở dải 2.4GHz, có đến 16 kênh tín hiệu khác nhau và tốc độ đường truyền dữ liệu có

thể đạt tới 250kbps. Trong khi đó dải 868 MHz chỉ có 1 kênh tín hiệu và tốc độ đường
truyền dữ liệu có thể đạt tới 20kbps.

Như thế các tiêu chuẩn sẽ hoạt động trên khắp toàn cầu , mặc dù ở các dải tầng
sóng khác nhau.
5. Thành phần mạng zigbee.

Trong các mạng Zigbee cơ bản sẽ có 3 loại thiết bị là :
+ Zigbee Coordinator (ZC): Đây được gọi là thiết bị gốc có nhiệm vụ quyết

định kết cấu mạng, quy đinh cách đánh địa chỉ và lưu trữ bảng địa chỉ. Mỗi
mang chỉ có duy nhất một ZC và nó cũng là thiết bị duy nhất “nói chuyện”
được với các mạng khác.
+ Zigbee Router (ZR): Thiết bị này sẽ có nhiệm vụ định tuyến trung gian trong

việc truyền dữ liệu, nó sẽ tự phát hiện và lập bản đồ các nút xung quanh cũng
như là theo dõi và điều khiển các nút hoạt động bình thường.
+ Zigbee End Device (ZED): Gọi là thiết bị điểm cuối và nó sẽ giao tiếp với ZC

và ZR ở gần nó nhất. Chúng có nhiệm vụ đọc thơng tin từ các thành phần vật
lý, chúng thường ở trạng thái nghỉ và chỉ làm việc khi cần chuyển hoặc nhận
thông điệp nào đó.

Q trình thiết lập trong một mạng Zigbee như sau: Quét mạng (Network
Scan): Các thiết bị trong mạng sẽ quét các kênh tín hiệu, ví dụ nếu dùng dải tần
2,4GHz thì sẽ có 16 kênh để qt, sau đó thiết bị sẽ chọn kênh phù hợp nhất để giao
tiếp trong mạng. Ta gọi đó là sự chiếm chỗ: ocupacy.
+ Thiết lập/Gia nhập mạng: Thiết bị có thể tạo ra một mạng trên một kênh hoặc

gia nhập vào một mạng đã tồn tại sẵn.
3


+ Phát hiện thiết bị: Thiết bị sẽ yêu cầu mạng phát hiện ra địa chỉ của mình trên

các kênh được kích hoạt.
+ Phát hiện dịch vụ: Thiết bị quét các dịch vụ được hỗ trợ trên thiết bị trong

phạm vi mạng.
+ Liên kết: Thiết bị giao tiếp với nhau thông qua các lệnh và các tin nhắn điều

khiển.
6. Ưu điểm của Zigbee.

Nhờ vào đặc điểm truyền tải tín hiệu xa và ổn định nên Zigbee được sử dụng rất
rộng rãi trong ngành cơng nghiệp tự động hóa đặc biệt là trong các hệ thống truyền
thông không dây. Dưới đây là các ưu điểm khi áp dụng ZigBee:
+ Dễ dàng lắp đặt: Việc lắp đặt các thiết bị dùng ZigBee rất dễ dàng.
+ Kết nối internet: Bạn có thể dễ dàng điều khiển các thiết bị thông qua kết nối

Internet từ bất kỳ đâu trên thế giới. Giúp điều khiển và giám sát dễ dàng hơn.
+ Tiết kiệm năng lượng: ZigBee tiêu tốn rất ít năng lượng cho nên sẽ giúp tiết

kiệm điện tối đa.
+ Khả năng mở rộng cực lớn: Các thiết bị cùng hệ thống sẽ có thể kết nối với

nhau tạo nên 1 vùng phủ sóng cực lớn, giúp các thiết bị nhà thông minh kết
nối với nhau dễ dàng.
+ Sử dụng mã hóa AES-128 mang đến độ bảo mật cao.
+ Dễ dàng mở rộng: Zigbee có thể mở rộng tới 65.000 thiết bị trong cùng một

hệ thống.
7. Nhược điểm của Zigbee.

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng ZigBee cũng có một vài nhược điểm ví dụ
như:
+ Khơng thể phủ rộng hết tồn bộ khu vực có diện tích quá rộng, chúng ta sẽ

cần một thiết bị ZigBee Repeater để tăng độ phủ sóng.
+ Khơng xun tường mạnh được, nếu khu vực truyền thơng có nhiều vật cản

thì sẽ bị giảm tín hiệu
4


+ Độ ổn định không bằng thiết bị đi dây. Tuy nhiên đây cũng là nhược điểm

chung của tất cả các loại sóng khác.
8. Các ứng dụng phổ biến của Zigbee.
-

Nhà thông minh: Công nghệ ZigBee chứng tỏ là công nghệ đáng tin cậy nhất
trong việc hiện thực hóa tự động hóa nhà (Smarthome). Các ứng dụng khác

nhau như kiểm soát và giám sát mức tiêu thụ năng lượng, quản lý nước, kiểm
soát ánh sáng , vv đã được thực hiện dễ dàng hơn thơng qua tự động hóa bằng
cơng nghệ ZigBee.

-

Tự động hóa : Các thiết bị RFID dựa trên ZigBee giúp cung cấp quản lý truy
cập đáng tin cậy trong các ngành công nghiệp. Các ứng dụng khác trong các
ngành cơng nghiệp bao gồm kiểm sốt q trình, quản lý năng lượng, theo
dõi nhân sự, v.v.

-

Chăm sóc sức khỏe: Một ví dụ phổ biến của tự động hóa chăm sóc sức khỏe
là theo dõi sức khỏe từ xa. Một người đeo thiết bị ZigBee với cảm biến đo
thông số cơ thể thu thập thông tin sức khỏe. Thông tin này được truyền trên
mạng ZigBee đến mạng Giao thức Internet (IP) và sau đó đến nhân viên
chăm sóc sức khỏe (bác sĩ hoặc y tá), người sau đó sẽ kê đơn thuốc phù hợp
dựa trên thông tin nhận được.

-

Quản lý, giám sát năng lượng: Các hoạt động của Zigbee trong lưới điện
thông minh này bao gồm giám sát nhiệt độ từ xa , định vị lỗi, quản lý công
suất phản kháng, v.v.

9. Sơ đồ khối.

Sơ đồ khối phát

Sơ đồ khối phát
5


Sơ đồ khối thu

Sơ đồ khối thu
AI.

Phần cứng và phần mền cần sử dụng.

1. Giới thiệu về Module CC2530.
a. Giới thiệu.

CC2530 là Module sử dụng chip ( SoC ) dùng cho các ứng dụng IÊ 802.15.4 2,4Hz,
Zigbee và RF 4CE kết hợp hiệu suất tuyệt vời của bộ thu phát RF hàng đầu với MCU 8051
nâng cao tiêu chuẩn công nghiệp, trong hệ thống bộ nhớ flash có thể lập trình, RAM 8 KB
và nhiều tính năng mạnh mẽ khác. CC2530 có bốn loại khác nhau phiên bản flash:
CC2530F32/64/128/256, với 32/64/128/256 KB bộ nhớ flash tương ứng. CC2530
có các chế độ hoạt động khác nhau, làm cho nó rất phù hợp với các hệ thống yêu cầu mức
tiêu thụ điện năng cực thấp. Thời gian chuyển đổi ngắn giữa các chế độ hoạt động hơn nữa
đảm bảo tiêu thụ năng lượng thấp. Kết hợp với ngăn xếp giao thức ZigBee đơn vị vàng và
hàng đầu trong ngành (Z- Stack ™) từ Texas. Thiết bị, CC2530F256 cung cấp giải pháp
ZigBee hoàn chỉnh và mạnh mẽ. Được kết hợp với ngăn xếp RemoTI trạng thái vàng từ
Texas Instruments, CC2530F64 trở lên cung cấp cung cấp một giải pháp điều khiển từ xa
ZigBee RF4CE mạnh mẽ và hồn chỉnh.

b. Tính năng.
-

Độ nhạy tốt.

-

Cần ít thành phần kết nối ngồi.

-

Cơng suất đầu ra có thể lên đến 4,5dBm.

-

Với tần số vơ tuyến tồn thế giới

-

Công suất thấp ( Active Mode RX : 24mA).
6


c. Ứng dụng.
-

Hệ thống chiếu sáng.

-

Kiểm soát và giám sát công nghiệp.

-

Mạng cảm biến không dây công suất thấp.

-

Điện tử gia dụng.

-

Chăm sóc sức khỏe.

-

Hệ thống IEE 802.15.4 2,4Hz.

-

Hệ thống điều khiển từ xa RF4CE ( 64-KB Flash hoặc cao hơn ).

-

Hệ thống Zigbee ( 256 KB Flash ).

-

Tự động hóa tịa nhà.
d. Thơng số kĩ thuật.

-

IC RF Zigbee CC2530 PA V2

-

Mạch thu phát RF Zigbee UART CC2530 V1

-

Điện áp sử dụng : 3 - 5 Vdc

-

Dòng tiêu thụ : < 30mA

-

Chuẩn truyền sóng zigbee 2.4Ghz.

-

Tốc độ truyền sóng tối đa 3300bps.

-

Công suất truyền : 4.5 dbm.

-

Khoảng cách truyền lý tưởng : < 300m

-

Tần số sóng mang 2.4GHZ, khả năng bức xạ và xuyên thấu vật cản rất cao.

-

Giao thức Serial (UART) TTL 3.3V, tốc độ giao thức (baudrate) tùy chỉnh từ
2440 tối đa 115200.
e. Các bước cấu hình.

Bước 1 :Khơng cấp nguồn, nhấn giữ nút key,sao đó cấp nguồn, ( 4 led trên
module sẽ nhấp nháy báo hiệu truy cập chế độ set cấu hình). Thả nút nhấn ra,
rồi lại nhấn nút tuần tự để chọn mức voudrate phù hợp theo bảng dưới

7


Bước 2 : Sau khi chọn Baudrate xong, nhấn tì (nhấn giữ) nút ấn để sang bước
2. (4 led trên module sẽ nhấp nháy báo hiệu truy cập bước 2). Thả nút nhấn
ra, rồi lại nhấn nút tuần tự để chọn kênh (Chanel), lưu ý để 2 module truyền
được cho nhau thì ở bước này bạn cần cài đặt chọn kênh giống nhau.
Bước 3 : Sau khi chọn Chanel xong, nhấn tì nút ấn để sang bước 3. (4 led
trên module sẽ nhấp nháy báo hiệu truy cập bước 3). Thả nút nhấn ra, rồi lại
nhấn nút tuần tự để chọn chế độ truyền dẫn. Nó có 2 chế độ truyền dẫn:
+ Point to Point: Dùng để truyền nhận giữa 2 moudle cho nhau. (Ta có thể lựa

chọn địa chỉ (tránh trùng với module của người khác) ở 16 địa chỉ khác nhau).

Module thứ nhất chọn cấu hình point A.

Module thứ hai chọn cấu hình point B.
+ Broadcast: Người dùng có thể tạo ra một mạng lưới truyền dẫn giữa các

Node để tạo ra một nhà mạng cho riêng mình, đúng chất IoT chưa bạn laugh.
(cái này bạn nên tìm hiểu thêm).

8


Cấu hình cho trường hợp broadcast
Bước 4 : Sau khi chọn kiểu truyền nhận xong, nhấn tì nút ấn để sang bước 4. 4
led trên module sẽ nhấp nháy báo hiệu cài đặt thành công và được lưu mãi mãi.
Lưu ý thiết đặt chỉ được lưu và có hiệu lực khi bạn đến được bước 4. Để thiết đặt
lại hãy rút nguồn và quay về bước 1.

9


2. Chân UART
UART hay bộ thu-phát không đồng bộ đa năng là một trong những hình thức
giao tiếp kỹ thuật số giữa thiết bị với thiết bị đơn giản và lâu đời nhất. Bạn có thể tìm
thấy các thiết bị UART trong một phần của mạch tích hợp (IC) hoặc dưới dạng các
thành phần riêng lẻ. Các UART giao tiếp giữa hai nút riêng biệt bằng cách sử dụng một
cặp dẫn và một nối đất chung.

Sơ đồ nối dây kiểu UART
-

Cách sử dụng :
Chúng ta kết nối dây giữa module USB UART CP2102 với module ZIGBEE

CC2530 theo sơ đồ như hình

Sơ đồ kết nối dây USB2 Module CC2530 và UART CP2102

10


3. Phần mềm
a. Giới thiệu về phần mềm
Form1 là công cụ dược nhóm chúng em thiết kế nhằm mục đích hoạt động như
một thiết bị đầu cuối có thể xử lý các cổng nối tiếp, giao thức UDP / IP và TCT / IP.
b. Giao diện phần mềm

Phần mềm giao diện người gửi
-

Phần mềm giao diện người nhận

Thực hiện các bước sau ở trên cả laptop nhân và laptop gửi:
Bước 1 : Ở phần TÊN CỔNG COM chúng ta chọn đúng cổng COM mà
module Zigbee CC2530 PA V2 kết nối với laptop.
Bước 2 : Ở phần BAUNDRATE chúng ta chọn dùng với tốc độ đã cài đặt trên
module CC2530 PA V2 (Cụ thể là 9600).
Bước 3 : Ở mục dữ liệu gửi đi, chúng ta sẽ gõ kí tự muốn truyền đi và kết quả
sẽ được hiển thị sang phần mền Form1 máy tính khác
11


Sơ đồ kết nối chân giữa các thiết bị

Chi tiết các khối :
+ Module Zigbee: là module Zigbee CC2530, có chức năng truyền dữ liệu

không dây theo giao thức Zigbee với các khối khác, giao tiếp theo đường
truyền UART đến mạch chuyển USB-UART
+ Mạch chuyển USB-UART: chuyển đổi qua lại giữa hai giao diện truyền

nhận tín hiệu theo chuẩn TTL và USB.
+ Laptop/Desktop: máy tính chạy hệ điều hành Windows, có cổng USB để

kết nối với mạch chuyển USB-UART. Máy tính chứa phần mềm - phần
mềm sẽ giao tiếp với hệ thống Zigbee thông qua cổng USB.
BI.

Thực hành kiểm tra và so sánh đánh giá
1. So sánh lý thuyết
Thông số
Tần số
Phạm vi
Dữ liệu truyền
được
Năng lượng tiêu
thụ
Ứng dụng

12


+

Độ ổn định không bằng thiết bị đi dây. Tuy nhiên đây cũng là nhược điểm
chung của tất cả các loại sóng khác.

8.
-

Các ứng dụng phổ biến của Zigbee.
Nhà thơng minh: Công nghệ ZigBee chứng tỏ là công nghệ đáng tin cậy
nhất trong việc hiện thực hóa tự động hóa nhà (Smarthome). Các ứng dụng
khác nhau như kiểm soát và giám sát mức tiêu thụ năng lượng, quản lý
nước, kiểm soát ánh sáng , vv đã được thực hiện dễ dàng hơn thơng qua tự
động hóa bằng cơng nghệ ZigBee.


Tự động hóa : Các thiết bị RFID dựa trên ZigBee giúp cung cấp quản lý truy


-

Tự động hóa : Các thiết bị RFID dựa trên ZigBee giúp cung cấp quản lý
truy cập đáng tin cậy trong các ngành công nghiệp. Các ứng dụng khác
trong các ngành cơng nghiệp bao gồm kiểm sốt q trình, quản lý năng
lượng, theo dõi nhân sự, v.v.

-

Chăm sóc sức khỏe: Một ví dụ phổ biến của tự động hóa chăm sóc sức khỏe
là theo dõi sức khỏe từ xa. Một người đeo thiết bị ZigBee với cảm biến đo
thông số cơ thể thu thập thông tin sức khỏe. Thông tin này được truyền trên
mạng ZigBee đến mạng Giao thức Internet (IP) và sau đó đến nhân viên

chăm sóc sức khỏe (bác sĩ hoặc y tá), người sau đó sẽ kê đơn thuốc phù hợp
dựa trên thông tin nhận được.

-

Quản lý, giám sát năng lượng: Các hoạt động của Zigbee trong lưới điện
thông minh này bao gồm giám sát nhiệt độ từ xa , định vị lỗi, quản lý công
suất phản kháng, v.v.

9.

Sơ đồ khối.

Sơ đồ khối phát

Sơ đồ khối phát
5


Sơ đồ khối thu

Sơ đồ khối thu

Phần cứng và phần mền cần sử dụng.

AI.
1.

Giới thiệu về Module
CC2530. a. Giới thiệu.

CC2530 là Module sử dụng chip ( SoC ) dùng cho các ứng dụng IÊ 802.15.4 2,4Hz,

Zigbee và RF 4CE kết hợp hiệu suất tuyệt vời của bộ thu phát RF hàng đầu với MCU 8051
nâng cao tiêu chuẩn công nghiệp, trong hệ thống bộ nhớ flash có thể lập trình, RAM 8 KB và
nhiều tính năng mạnh mẽ khác. CC2530 có bốn loại khác nhau phiên bản flash:
CC2530F32/64/128/256, với 32/64/128/256 KB bộ nhớ flash tương ứng. CC2530 có
các chế độ hoạt động khác nhau, làm cho nó rất phù hợp với các hệ thống yêu cầu mức tiêu


thụ điện năng cực thấp. Thời gian chuyển đổi ngắn giữa các chế độ hoạt động hơn nữa đảm
bảo tiêu thụ năng lượng thấp. Kết hợp với ngăn xếp giao thức ZigBee đơn vị vàng và hàng
đầu trong ngành (Z- Stack ™) từ Texas. Thiết bị, CC2530F256 cung cấp giải pháp ZigBee
hoàn chỉnh và mạnh mẽ. Được kết hợp với ngăn xếp RemoTI trạng thái vàng từ Texas
Instruments, CC2530F64 trở lên cung cấp cung cấp một giải pháp điều khiển từ xa ZigBee
RF4CE mạnh mẽ và hồn chỉnh.

b. Tính năng.
-

Độ nhạy tốt.

-

Cần ít thành phần kết nối ngồi.

-

Cơng suất đầu ra có thể lên đến 4,5dBm.

-

Với tần số vơ tuyến tồn thế giới

-

Cơng suất thấp ( Active Mode RX : 24mA).
6