近年来,无线传感器网络发展迅速,技术已逐渐成熟,是当今国际备受关注的前沿热点领域之一。IEEE组织和ZigBee联盟提出的IEEE 802.15.4/ZigBee技术是一种新兴的短距离无线通信技术,具有低速率、低功耗和低成本的特点,有效弥补了低速率无线通信市场的空缺,主要适用于远程控制和自动控制领域。本文完成了ZigBee无线数据采集系统的方案设计、硬件和软件设计与实现。系统由网络协调器,路由器和传感器节点构成,采用2.4GHz频段射频芯片实现无线链路的通信。首先,在数据采集应用前提下分析了传统数据采集系统、以及比较目前流行的几种短距离无线通信技术的优缺点,选择更加适合无线数据采集的ZigBee协议作为数据采集系统无线组网技术的标准。全面深入地对无线传感器网络和IEEE802.15.4/ZigBee标准进行了研究分析,从网络设备建网、入网流程等关键点上突破,深入研究了ZigBee组网的方式。以TI公司的单芯片CC2430和低功耗功放CC2591芯片为无线通信控制模块的核心,温度传感器TC77及光照传感器为主要外围接口器件,搭建了无线数据采集系统的硬件平台。在深入研究ZigBee协议各个通信协议层的结构与功能的基础上,移植和修改精简协议栈代码,编写无线数据采集系统的应用程序和相关驱动程序,实现了小型ZigBee星型网和簇型网。在此基础上,对网络功能的扩展,完成了协调器按键对终端传感器节点数据收发的控制功能。同时,根据节点不同的工作模式给出了节点低功耗软件设计,并进行了实际低功耗测试;通过Packet Sniffer工具对通讯信息监控和解析,进行了网络通讯测试。另外,将该系统应用到仓库环境监控具体应用中,网络协调器还可以通过RS232串行口与监控中心的PC机通信。在PC机上实现了仓库环境监测管理软件,该软件采用VC++6.0软件开发平台,MSComm串行通讯控件进行串口数据发送与接收,Access2003数据库进行数据的管理,实现了对采集的环境参数值进行实时显示、储存以及监测网络的运行状况。监控界面上输入控制指令可以实现对网络中终端传感器节点数据收发控制。该系统具有良好的人机交互界面,良好的扩展性和可移植性。较之传统的数据采集方法不仅可以减轻劳动强度、提高检测精度,而且具有智能化、低成本、低功耗的特点,同时根据实际需要进行相应的传感器扩充以实现更多的功能。