Návrh senzorových modulů pro bezdrátovou síť ZigBee

Abstract

Cieľom práce je prispieť k rozširovaniu globálneho fenoménu IoT a vytvoriť senzorickú sieť. V mojej práci som sa zameral na tvorbu aktívnych i pasívnych modulov využívajúcich štandard IEEE802.15.4 nad protokolom ZigBee. Pri tvorbe modulov som použil mikrokontrolér CC2530 od firmy Texas Instruments s procesorovou platformou 8051. Na implementáciu komunikačného firmwaru pre senzorové moduly som použil implementáciu Z-Stack 3.0. Hlavný koordinátor využíva mikrokontrolér CC2530 ako ZigBee sieťový preprocesor a minipočítač raspberry pi ako zigbee aplikáčný procesor. V rámci práce som vytvoril aktívny modul ktorý umožňuje ovládanie relé, RGB led pás pomocou PWM modulácie a meranie elektrického prúdu pomocou neinvazívneho senzoru. Pasívny modul obsahjúci senzory BME280, TSL2561 a DHT11 na meranie tlaku, teploty, vlhkosti a intenzity svetla. Univerzálny modul ktorý uľahčuje tvorbu prototypov. Mini modul pre raspberry pi ktorý má všestranné využitie. Prínosom práce je vytvorenie prototypu modulov nad protokolom ZigBee s možnosťou ďalšieho skúmania a rozširovania. Zvlášť prínosný je mini modul pre Raspberry Pi, ktorý môže v rámci topológie ZigBee zastávať rôzne role a využitia.The purpose of this study is to contribute to spreading of the global phenomenon IoT and to create a sensory network. In my study I focused on the development of active and passive modules using the IEEE802.15.4 standard based on the ZigBee protocol. When creating my modules I was using the micro-controller CC2530 by Texas Instruments having the processor platform 8051. To implement the communication firmware for sensory modules I used the Z-Stack 3.0 implementation. The main communicator uses the CC2530 micro-controller as ZigBee network preprocessor and miniPC raspberry pi as ZigBee application processor. As a part of this study I created an active module that enables to control the relay; an RGB led strap using the PWM modulation and also the electric current measurement using noninvasive sensors. I also created a passive module including sensors BME280, TSL2561 and DHT11 to measure the air pressure, temperature, humidity and light intensity. Furthermore I created an universal module that makes easier the creation of new prototypes. Not least I created all-purpose raspberry mini-module. The relevance of this study is given by creation of module prototypes using the ZigBee protocol. Special value within this study has the the mini-module for Raspberry Pi which can be used in various roles within the ZigBee topology.