基于某zigbee地環(huán)境監(jiān)測(cè).doc

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1、目錄一、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)背景1二、設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的選擇22.1zigbee芯片的選擇22.2傳感器的選擇22.2.1溫濕度傳感器22.2.2光敏傳感器的選擇3三、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建53.1硬件平臺(tái)53.2軟件平臺(tái)6四、實(shí)驗(yàn)操作步驟及結(jié)果74.1操作步驟74.2結(jié)果顯示8總結(jié)與致9參考文獻(xiàn)10附錄11一、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)背景近年來(lái)，隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)和環(huán)境監(jiān)督提出的更高要求，越來(lái)越多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)都致力于在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究。通過(guò)在監(jiān)測(cè)區(qū)域布署大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域感知對(duì)

2、象的信息的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用。與傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段相比，使用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)有三個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)：一是網(wǎng)絡(luò)的自組性提供了廉價(jià)而且快速部署網(wǎng)絡(luò)的可能；二是現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)可通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行(路由)傳送，在不增加功耗和成本的前提下，可將系統(tǒng)性能提高一個(gè)數(shù)量級(jí)；三是網(wǎng)絡(luò)的健壯性、抗毀性滿足了某些特定應(yīng)用的需求。將設(shè)備數(shù)據(jù)采集之后再通過(guò)無(wú)線ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸是ZigBee技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的一種應(yīng)用，這種新興的技術(shù)必將給工廠現(xiàn)代化注入新的活力。?ZigBee技術(shù)填補(bǔ)了低成本、低功耗和低速率無(wú)線通信市場(chǎng)的空白，其使用的便捷性是該技術(shù)成功的關(guān)鍵，它適用于短距離小圍的基于無(wú)線通信的控制領(lǐng)

3、域，必將在工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，將它重新構(gòu)建于ZigBee網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，將成熟技術(shù)的穩(wěn)定性和新技術(shù)的便捷性充分結(jié)合起來(lái)，這種結(jié)合對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)十分必要。減少了在某些場(chǎng)所有線網(wǎng)絡(luò)布線以及工人人工采集數(shù)據(jù)的不便，同時(shí)可以方便的于各種傳感器搭配用于不同的場(chǎng)合。二、設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的選擇2.1zigbee芯片的選擇ZigBee新一代SOC芯片CC2530是真正的片上系統(tǒng)解決方案，支持IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)/ZigBee/ZigBeeRF4CE和能源的應(yīng)用。擁有龐大的快閃記憶體多達(dá)256個(gè)字節(jié)，CC2530是理想ZigBee專業(yè)應(yīng)用。支持新RemoTI的ZigBee

4、RF4CE，這是業(yè)界首款符合ZigBeeRF4CE兼容的協(xié)議棧，和更大存大小將允許芯片無(wú)線下載，支持系統(tǒng)編程。此外，CC2530結(jié)合了一個(gè)完全集成的，高性能的RF收發(fā)器與一個(gè)8051微處理器，8kB的RAM，32/64/128/256KB閃存，以及其他強(qiáng)大的支持功能和外設(shè)。CC2530提供了101dB的鏈路質(zhì)量，優(yōu)秀的接收器靈敏度和健壯的抗干擾性，四種供電模式，多種閃存尺寸，以及一套廣泛的外設(shè)集——包括2個(gè)USART、12位ADC和21個(gè)通用GPIO，以及更多。除了通過(guò)優(yōu)秀的RF性能、選擇性和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)8051MCU核，支持一般的低功耗無(wú)線通信，CC2530還可以配備TI的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)兼容或?qū)?/p>

5、有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧（RemoTI,Z-Stack,或SimpliciTI）來(lái)簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)，使你更快的獲得市場(chǎng)。CC2530可以用于的應(yīng)用包括遠(yuǎn)程控制、消費(fèi)型電子、家庭控制、計(jì)量和智能能源、樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療以及更多領(lǐng)域。2.2傳感器的選擇本課程設(shè)計(jì)主要主要完成對(duì)光、溫濕度的監(jiān)測(cè)，所以需要選擇光傳感器和溫濕度傳感器。2.2.1溫濕度傳感器DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、

6、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP存中，傳感器部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。使用4針單排引腳封裝。圖1溫濕度模塊與cc2530部分接口電路2.2.2光敏傳感器的選擇光傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多

7、非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。圖2光敏模塊與cc2530部分借口模塊三、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建3.1硬件平臺(tái)聯(lián)創(chuàng)中控ZigBee開(kāi)發(fā)套件是一組包含無(wú)線節(jié)點(diǎn)（支持四種核心板：CC2530核心板、STM32W108核心板、WIFI核心板、藍(lán)牙核心板）、傳感器、各種配件及相關(guān)調(diào)試工具的硬件板卡，廣泛運(yùn)用于聯(lián)創(chuàng)中控的“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”、“Android3G物聯(lián)網(wǎng)?移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)