基于ZigBee技术xbee模块的温度监测系统的研究
基于Zigbee传感器网络的远程温度监测系统的设计
基于ZigBee的远程温度监测系统. 2015-05-15 22:50:16分类:其他1.引言温度监测系统广泛应用于对温度敏感的工业、农业、医学等现场,如通信基站机房、矿井、粮仓、智能家居等环境中。
传统的温度监测系统需在所监测区域布置大量的信号传输线,体积宠大,成本相对较高,且不能实现远程监测。
如何解决传统温度监测系统采用的有线网络所带来铺设、维护等诸多不便已成为目前研究的热点。
本文提出一种基于ZigBee模块技术的远程温度监测系统,能有效解决上述的问题。
ZigBee无线模块是一种低功耗、低成本、低速率、低复杂度的双向的无线通信技术,它是无线传感网络的主流技术。
以ZigBee技术组成无线温度传感器网络,由部署在监测范围内的微型温度传感器节点通过无线电通信构成的一个多跳的自组织网络,能够实时地感知、收集和处理网络覆盖范围内的温度信息,并通过汇聚节点处理并发布在服务器Web网页上,用户可以登陆网页进行实时监控。
2.系统总体结构2.1 系统的结构本系统采用ZigBee模块自组网的特性,测温节点与协调节点节点自动组成一个星型网进行通信,移动终端(手机、平板电脑以及个人电脑)通过连接指定网络后通过Web浏览器访问温度数据的网页面显示界面。
如图1所示。
图1 系统框图2.2 系统的功能本系统分为三大模块:1)温度感知模块;2)控制处理以及射频收发模块;3)数据接收显示模块。
主要有两大功能:1)环境温度数据无线ZigBee数据采集功能:测温节点自动对所探测环境的温度进行ZigBee数据采集,通过无线传输的方式把采集到的温度数据都发送给协调器节点。
2)环境温度数据远程实时监测功能:系统采用的是B/S(Browser/Server)结构,只需一个可以访问网页的终端即可远程监测环境温度数据。
另外可以在网页显示界面上按需设置监测环境温度的上限值和下限值,环境温度一旦超过所设置的上限值或者低于设置的下限值就会有相对应警报提醒。
基于ZigBee技术的体温自动监测系统的设计
基于ZigBee技术的体温自动监测系统的设计摘要:为实现人流密集场所的人员体温监测,设计了基于ZigBee技术的体温自动监测系统。
该系统可大量部署红外传感器进行体温采集,通过节点自组网进行数据传输和命令下达,加快测温效率,避免人员聚集,且无线传输协议ZigBee进行数据传输,保障数据的时效性、准确性,上位机软件显示各节点测量温度,根据测温数据进行温度曲线图地绘制,并将测温数据进行存储。
与传统测温方式相比,该系统降低了人员交叉感染的可能性,减少了工作人员的工作量。
关键词:红外传感器;ZigBee无线传输;CC25301 引言国内进行人员体温测量大部分是使用测温枪,在人员密集场所,防疫人员通过测温枪进行人员体温测量,传统的测温方式,需要工作人员近距离接触人群,存在间接感染的风险,本系统实现了多节点自组网测温,且工作人员在工作区通过软件观察人体体温数值,从而避免了病毒的间接传染,实现零接触、高效率、低风险的测量,提高了监测数据的时效性和准确性。
2系统设计方案2.1功能需求分析(1)测温高效化普通的人员流动量大的地点,工作人员大部分使用体温枪去进行人员的体温测温,容易导致人员抱团拥挤,会有潜在的间接感染病毒的风险。
(2)数据准确性在电磁噪声的影响下或者测温传感器不灵敏,会造成数据的测温不准确,人员疏忽不能按规定测温体温值的问题频频出现。
(3)测温数据后台可视化目前市面上大部分测温设备,只能通过设备显示屏去观测测温值,工作人员只能看一个设备的显示温度,导致工作效率低,无法让上层部门及时观察人群测温数据。
2.2系统总体设计本系统分为采集模块、数据传输模块、协调器模块、软件控制模块,系统实现了高效率测温,数据可靠传输、上位机软件实时显示测温体温值和控制节点状态等功能。
基于ZigBee系统的体温自动监测系统通过采集节点进行体温数据采集,协调器负责启动一个网络并向临近节点发出组网请求,体温数据通过无线传输至协调器节点,再由CH340模块输送至上位机软件,进行数据显示、数据存储等功能。
基于Zigbee的无线温度监控系统的开题报告
题 目
基于ZigBee的无线温度监控系统
学 院
电气与信息
工程学院
专 业
电气工程
及其自动化
班 级
0914092ຫໍສະໝຸດ 学 号091409209学生姓名
余颖华
指导教师
韩耀飞
开题日期
2013年4月8日
《基于ZigBee的无线温度监控系统》开题报告
一、选题的背景与意义:
(一)课题研究来源
随着计算机控制技术的飞速发展,传统的有线传感器网络已经逐渐不能满足工业生产的需要,而基于ZigBee无线传感器的出现为新的工业传感器网络提供了一个新的思路。
第9-10周:确定课题中系统的软件设计。
第12周:画出相关电路图。
第13-14周:将所有设计整理成稿,并排版打印(按河南城建学院毕业设计论文的统一格式来编排)。
第15周:毕业答辩。
(二)预期成果
设计一个基于ZigBee的无线温度监控系统,实现对温度的实时采集和显示,并通过ZigBee协议传送给上位机。设计相应的报警电路、串口调试、显示电路、供电电路等硬件电路以及终端节点、路由器、协调器等部分的软件部分设计。
(二)课题研究的目的
本设计题目为基于ZigBee的无线温度监控系统设计,设计一种基于单片机和Zigbee模块为基础的无线温度传感器检测系统。课题研究的目的为了解ZigBee网络的工作原理的工作原理,采用低功耗单片机、ZigBee模块、DS18B20数字温度传感器,设计一个基于ZigBee的无线温度监控系统,实现对温度进行实时监控的需要。
(三)课题研究的意义
ZigBee技术填补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空白,其使用的便捷性是该技术成功的关键,它适用于短距离小范围的基于无线通信的控制领域,必将在工业自动化等领域得到广泛的应用。
基于ZigBee技术的空调温度无线监测系统
第11卷第3期 2008年9月上海电机学院学报J OURNAL OF S HAN GHA I DIANJ I UNIVERSIT YVol.11No.3 Sep.2008 收稿日期22基金项目上海市科技攻关项目(DZ 5)作者简介王庆东(),男,博士,专业方向为工业过程控制与仿真、热工控制,2q @文章编号 167122730(2008)0320239204基于ZigBee 技术的空调温度无线监测系统王庆东, 陈江洪, 汤雪华, 祁 峰(上海电气集团股份有限公司中央研究院电气传动室,上海200070) 摘 要:介绍无线传感器技术的国内外技术现状及无线应用的经济效益,展望了应用前景,研究了无线技术在空调温度监测领域的应用,阐述了具体技术方案及解决的措施。
关键词:无线传感器网络;温度监测;远程监控 中图分类号:TP 393.1 文献标识码:AResearch on ZigBee 2ba sed Wireless Monitoring Syste mW A N G Qi n g d ong , C H E N J i an g hon g , TA N G X ueh ua , Q I Fen g(El ect ric Dri ve Lab ,Sha nghai Elect ric Group Co.,L t d.Cent ral Aca de me ,Sha nghai 200070,Chi na) Abstract :The present sit uation and applications of wireless sensor networks we re int roduced i n t hi s pape r.And t hen ,t he economic benefit s and it s prospect were di scussed.The application of wire 2l ess t echnique on t empe rat ure moni tori ng of air 2co nditioner was t hen de scribed here.The det ail ed technique p rogram was ela borat ed ;t he innovative point s and key t echniques were anal yzed. K ey words :wi reless sensor net work ;t emperat ure monitoring ;remot e monitori ng and cont rol 近年来,工业以太网、现场总线等网络架构已越来越广泛地应用于工业自动化领域,而无线通信取代传统的通信手段将成为自动化系统通信的一个重要方向,由此产生了基于无线技术的网络化智能传感器的全新概念[1]。
基于ZigBee技术的温度采集系统的设计毕业设计论文
毕业论文声明本人郑重声明:1.此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。
本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。
3.若在大学学院毕业论文审查小组复审中,发现本文有抄袭,一切后果均由本人承担,与毕业论文指导老师无关。
4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
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论文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者(签名):年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。
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同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版,允许论文被查阅或借阅。
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如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。
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本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
基于ZigBee的无线温度监测系统设计
De i n o r l s e pe a ur o t r ng s s e a e n Zi Be sg f wi e e s t m r t e m nio i y t m b s d o g e D N igh E Q a O G Qn —e.H i n
Ab ta t n o d rt v i h r o n s s c s d f c ly t i n n i tn n e a rmoe w r ls e e au e s r c :I r e O a od s o t mi g u h a i u t o w r g a d man e a c , e t ee s tmp rt r c i i i mo i r g s se n ti y tm b s d o Z g e H p o o e w i h i c u e tmp r t r c l c in w r ls t n miso , s ra on a e n iBe W S rp s d h c n l d d e e au e ol t , i e e s r s si n e o a e l i
基 于 Zg e iB e的 无 线 温 度 监 测 系统 设 计
董庆 贺 何 , 倩
(. 1 桂林电子科技大学 电子工程 与 自动化学 院, 广西 桂林 5 10 40 4; 2 桂林 电子科技 大学 信息与通讯技术广西重点 实验室, 西 桂林 5 10 . 广 4 04)
(q @ g e.d .n d h ute u c)
Ke o d :t er uecl c o;Wi l sSno e ok( N ;dt o t ig yw r s e mp a r o et n t l i r e esr t r WS ) a m n o n es N w a i r
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。
温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一,对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。
ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术,凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点,已成为无线传感器网络的主流技术之一。
本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。
该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据,通过数据传输和处理,实现对温度信息的实时监测和分析。
系统设计注重实用性和可靠性,力求在保证数据准确性的同时,降低成本和提高效率。
本论文的主要内容包括:对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述,分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构,包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨,如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性,并对实验结果进行分析和讨论。
本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考,对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。
1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。
作为WSN的关键技术之一,ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点,成为实现WSN的重要手段。
温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用,通过对环境温度的实时监测,为生产生活提供准确的数据支持,对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。
传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式,存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。
为了解决这些问题,基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。
基于ZigBee无线网络的温湿度监测系统
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基于Zigbee的无线温度监测系统
基于Zigbee的无线温度监测系统摘要Zigbee是一种低功耗,低速率,短距离无线通信技术。
本文介绍了基于Zigbee的无线温度监测系统。
该系统使用无线传感器网络来收集温度数据,并使用Zigbee协议将数据传输到基站。
通过使用低功耗的Zigbee技术,系统保证了长期稳定的运行,并且具有灵活性和可扩展性。
在实验中,我们使用了三个无线温度传感器,并将其连接到Zigbee节点。
通过连接Zigbee基站,我们能够监测室内温度的变化,并通过用户界面实时显示和监测。
关键词:Zigbee;无线传感器网络;温度监测;基站一、介绍随着技术的不断进步,无线传感器网络已经得到了广泛的应用。
在过去几年中,无线传感器网络已经在许多领域中得到了应用,如环境监测,建筑自动化等。
其中,温度监测是无线传感器网络普遍应用的一个方面。
由于温度是许多领域中必须监测的参数之一,因此无线温度监测系统的研究变得越来越重要。
Zigbee是一种广泛使用于无线传感器网络中的通信技术。
Zigbee 协议是一种低功耗,低速率,短距离无线通信技术。
Zigbee具有低成本、低功耗、多网协同等优点,已经成为无线传感器网络的主流技术之一。
在本文中,我们将介绍基于Zigbee的无线温度监测系统。
本系统使用了无线传感器网络来收集温度数据,并通过Zigbee协议将数据传输到基站。
系统采用低功耗技术,确保长期稳定的运行,并具有灵活性和可扩展性。
在实验中,我们使用了三个无线温度传感器,并将其连接到Zigbee节点。
通过连接Zigbee基站,我们能够监测室内温度的变化,并通过用户界面实时显示和监测。
二、系统设计图1所示是基于Zigbee的无线温度监测系统的组成部分。
该系统由多个无线温度传感器组成,这些传感器发送其测量的温度数据到Zigbee节点,并通过无线网络传输到基站。
1. 无线温度传感器本系统使用低功耗的温度传感器,这些传感器能够在长时间内稳定运行。
传感器通过无线信号发送温度数据到Zigbee节点。
基于ZigBee的无线测温管理系统的应用研究【文献综述】
毕业设计开题报告电子信息工程基于ZigBee的无线测温管理系统的应用研究1前言部分物联网作为一种新概念在几年前才被提出。
作为一门新兴科技,它指的是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上所有事物的“Internet of Things”[6]。
无线传感器网络(WSN)是信息科学领域中一个全新的发展方向,同时也是新兴学科与传统学科进行领域间交叉的结果。
无线传感器网络经历了智能传感器、无线智能传感器、无线传感器网络3个阶段[9]。
智能传感器将计算能力嵌入到传感器中,使得传感器节点不仅具有数据采集能力,而且具有滤波和信息处理能力;无线智能传感器在智能传感器的基础上增加了无线通信能力,大大延长了传感器的感知触角,降低了传感器的工程实施成本;无线传感器网络则将网络技术引入到无线智能传感器中,使得传感器不再是单个的感知单元,而是能够交换信息、协调控制的有机结合体,实现物与物的互联,把感知触角深入世界各个角落[14]。
而无线传感器网络技术中的Zigbee技术由于其独特的特点和技术优势无疑将成为未来十年物联网发展的前沿科技。
Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。
根据此协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
这一名称来自于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息。
即蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络[16]。
Zigbee技术的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
主要适合用于自动控制系统和远程控制领域,且可以嵌入各种设备。
简言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。
它是一种介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术提案。
主要用于近距离无线连接。
它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,因此它的通信效率非常高。
基于Zigbee 的无线温度监测系统的设计与实现
基于Zigbee 的无线温度监测系统的设计与实现摘要:随着传感器技术和无线通信技术的发展,zigbee技术得到广泛应用,在数据实时监测与采集等方面,其应用优势更为显著。
该文设计并实现的基于zigbee的无线温度监测系统使用多个cc2430模块,一个作为zigbee协调器,其余作为温度数据采集端。
温度数据采集端采集温度数据并通过zigbee协议上传至zigbee协调器,zigbee协调器通过串口将数据汇集到上位机中,从而实现数据的实时监测。
本系统的完成有助于改变传统人工的收集数据方式,实现数据的实时收集,适用环境监测,智能家居,工业监测等领域。
关键词:zigbee;cc2430; ds18b20;无线传感网络;温度监测中图分类号:tp368.2 文献标识码:a 文章编号:1009-3044(2013)15-3545-051 概述近年来,得益于无线通信技术、计算机技术和传感器技术的不断进步,无线传感器网络已从理论研究逐渐步入生产应用。
环境数据的实时采集是无线传感器网络在环境监测领域应用中实现的一个重要功能。
由于,环境温度数据指标对于能源消耗、设备安全、生物生命体征、生活舒适度等方面均是较重要的参考指标,因此设计一种低成本、可靠高效的温度采集系统对于工农业生产效率的提高与社会生活环境的改善具有一定的辅助作用。
在传统的温度采集系统中,节点一般采用有线连接方式,布线繁琐,扩展性和可移植性不高[6]。
文献[5]中使用的是基于wifi的温度监测的方法,但wifi技术功耗较高,影响了温度检测网络的使用寿命。
zigbee[1]作为一种新兴的短距离无线通信网络技术,凭借其低成本、低功耗的优势,成为无线传感器网络中主要的通信协议之一。
该文设计并实现了一个基于cc2430的zigbee无线温度监测网络。
该网络通过zigbee协议栈将多个节点设备组建成星型网络,将各个节点的采集的温度数据实时发送到协调器并又协调器在汇聚到上位机中,从而实现温度数据的实时采集。
基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现
基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现摘要:本文基于ZigBee技术,设计并实现了一种无线温、湿度监测系统。
该系统利用ZigBee无线通信技术,实现了温、湿度采集节点与上位机之间的数据传输。
通过对系统的设计与实现,验证了该系统在温、湿度监测方面的可行性和实用性。
1. 引言温度和湿度是影响人们生活和工作环境的重要参数。
传统的温、湿度监测系统通常需要使用大量的有线传感器,并且数据传输受到限制。
为了解决这些问题,本文基于ZigBee无线通信技术,设计了一种无线温、湿度监测系统。
2. 系统设计本系统由温、湿度采集节点和上位机组成。
温、湿度采集节点使用ZigBee无线传感器节点,通过温度和湿度传感器采集环境数据,并将数据通过ZigBee无线通信模块发送给上位机。
上位机通过ZigBee无线通信模块接收数据,并将数据显示在界面上。
3. 系统实现温、湿度采集节点采用ATmega128单片机作为主控制器,通过I2C总线连接温度和湿度传感器,实现对环境数据的采集。
同时,采集节点还集成了ZigBee无线通信模块,通过UART接口与主控制器进行通信。
上位机使用PC机作为主控制器,通过ZigBee无线通信模块接收温、湿度采集节点发送的数据。
上位机通过串口与ZigBee模块进行通信,并将接收到的数据显示在界面上。
用户可以实时监测温度和湿度的变化,并进行相应的调整。
4. 系统测试通过对系统的测试,验证了该系统的可行性和实用性。
实验结果表明,该系统能够准确地采集温、湿度数据,并且稳定性良好。
同时,系统的响应速度也较快,能够满足实时监测的需求。
5. 结论本文基于ZigBee技术,设计并实现了一种无线温、湿度监测系统。
该系统具有无线传输、实时监测和稳定性良好等特点,能够满足温、湿度监测的需求。
未来可以进一步优化该系统,提高传输速率和扩展监测范围,以满足更多应用场景的需求。
基于无线通信技术(ZigBee)的温度监测系统设计
0 引言传统的温度控制系统通常采用有线传输信号的方式,布线费用较高,维修不便。
ZigBee 技术作为一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低成本的无线通信技术,得到了广泛的应用;GPRS是在现有的GSM 系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务,特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输,这一特点正适合大多数移动互联的应用。
将ZigBee和GPRS引入温度控制系统中,采用两种无线通信方式相结合的方式实现信息的传输,将有助于解决温度控制系统信息化、自动化程度相对滞后的问题。
1 ZigBee技术简介ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低成本的无线通信技术,它依据IEEE802.15.4 标准,定义了不同厂商生产的设备相互兼容的内容,它可以将若干个微小的传感器组织起来通信,这些传感器只需要很小的能量就可以通过多跳的方式传送数据。
已经在许多领域被广泛使用,如温度、湿度、光照及气体浓度等小数据量信息的采集与传输。
ZigBee的主要特点:(1 )低功耗这是ZigBee技术的一个显着优点,由于在收发信息时功耗比较低,在MAC 层采用休眠机制,信道接入时延短,ZigBee 节点十分省电。
节点的电池使用寿命可达半年到两年。
(2 )低成本由于ZigBee协议栈相对蓝牙、Wi-Fi 简单,降低了对通信控制器件的要求,可以降低器件成本,加上ZigBee 协议免专利费,可以降低软件的使用费用。
低成本也是ZigBee 一个显着优点。
(3 )网络容量大一个星型结构的ZigBee 网络最多可以容纳254 个从设备和一个主设备,组网十分灵活。
(4 )安全可靠在MAC 层采用安全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认消息,提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包安全检查功能,支持鉴权和认证,系统安全可靠。
(5 )时延小ZigBee 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的设备搜索时延为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms。
基于ZigBee技术xbee模块的环境监测系统的开发[1]
基于Zigbee技术的环境监测系统的开发引言药厂环境条件中的温度和湿度指标是其重要参数, 研制可靠且实用的温湿度监测系统显得非常重要。
通常, 采用有线网络实现温湿度监测,具有布线麻烦、设备随意移动性不强等缺点。
随着射频技术、集成电路技术的发展, 无线通信功能的实现越来越容易, 数据传输速率也越来越快, 并且逐渐达到可以与有线网络相媲美的水平。
无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)是计算机、通信和传感器3项技术相结合的产物,近年来得到了飞速发展,已成为计算机科学领域一个活跃的研究分支[1]。
而Zigbee是部署无线传感器网络的新技术, 已于2004年底推出。
ZigBee技术是一种应用于短距离范围内,低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。
ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式,蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来通知发现的新食物源的位置、距离和方向等信息,以此作为新一代无线通讯技术的名称。
ZigBee过去又称为“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”无线电技术,目前统一称为ZigBee技术。
ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。
这种无线通信技术具有如下特点:决定它将是无线传感器网络的最好选择。
1)功耗低;2)数据传输可靠;3)网络容量大;4)兼容性;5)安全性;6)实现成本低;7)自动动态组网、自主路由。
本文以Zigbee技术开发了一套符合GMP药厂要求的环境温度/湿度监测系统,该系统符合美国食品与药物管理局FDA Part 11标准。
系统能对大面积的多点的温度/湿度进行监测,并将数据传输到PC机上进行数据存储与分析,并输出打印曲线,在设备异常情况下还以多种形式的报警通知相应人员。
同时系统具有强大的分级管理功能,为不同阶层的用户管理提供了一个多级的管理、监控平台。
基于ZigBee技术的温度采集系统设计毕业论文
基于ZigBee技术的温度采集系统设计毕业论文大连海事大学毕业论文二○一四年六月基于ZigBee技术的温度采集系统设计专业班级:通信工程2班姓名:罗景元指导教师:谭克俊信息科学技术学院基于Zigbee技术的温度采集系统设计摘要近年来随着无线通信、计算机传感技术的飞速发展和融合,无线传感网技术(WSN)应运而生,而Zigbee以其低成本、低数据速率、超低功耗的特点满足了当前无线传感网络技术的应用与普及。
本论文研究课题是基于Zigbee的无线温度采集系统,该系统可以应用到智能家居领域从而节省人力和能源,具有非常广阔的应用前景和研究价值。
文章首先介绍了Zigbee技术与网络拓扑结构,通过介绍无线温度采集系统的基本原理,制定系统总体设计方案。
进而完成了对控制模块、终端节点相关软硬件的设计。
系统采用星型网络拓扑结构,建立了一个主节点与多个从节点搭建的自组网,来实现无线数据传输。
通过数字温度传感器SHT11采集温度数据,在Zigbee终端节点根据设定好的路由协议多跳上传至协调器节点,协调器节点将收集到的温度数据处理由串口线路传给上位PC机,在PC机上的串口终端上实时显示监测收集到的数据。
最后对传感器模块硬件电路、无线收发模块硬件电路以及整个系统进行了测试,结果显示系统运行平稳,验证了本系统设计方案的可行性。
关键词:无线通信;无线传感网;ZigBee;温度采集ABSTRACTIn recent years, with the rapid development of wireless communications, computer sensing technology and the fusion, wireless sensor networktechnology(WSN) arises at the historic moment. known for its low cost, the characteristics of the low data rate, low power consumption Zigbee satisfy the current applications of wireless sensor network technology and popularization. This thesis research topic is based on the Zigbee wireless temperature acquisition system,The system can be applied to the field of intelligent household saving manpower and energy. it has very broad application prospects and research value.This paper introduces the Zigbee technology and the networktopology,Through the introduction of the basic principle of wireless temperature acquisition system, the system overall design scheme,Then completed the control module, terminal node related hardware and software design.System USES the star network topology structure, set up a master node and multiple slave nodes set up ad-hoc network, to realize wireless data transmission.Through digital temperature sensor SHT11 temperature data collected in Zigbee terminal nodes according to set good routing protocol jump uploaded to the coordinator node,The coordinator node will be collected by the temperature data processing by a serial line to the upper PC, and displayed in real time on PC serial port terminal monitoring data collected.At the end of the sensor module, wireless transceiver module hardware circuit and the whole system is tested, the results show that the system runs stably, verify the feasibility of the system design.KEY WORDS: wireless communication;Wireless sensor network;ZigBee;temperature acquisition目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 无线温度采集的现状与未来展望 (1)1.3 论文的主要研究内容 (2)第2章Zigbee技术 (4)2.1 Zigbee技术简介 (4)2.1.1 Zigbee是什么 (4)2.1.2 Zigbee的优势 (4)2.1.3 Zigbee的主要特性 (5)2.2 Zigbee协议栈结构 (5)2.3 ZigBee的网络拓扑结构 (7)2.3.1 星形拓扑结构 (7)2.3.2 树形拓扑结构 (8)2.3.3 Mesh拓扑结构 (8)2.4 IEEE 802.15.4 规范 (9)2.4.1 物理层规范 (10)2.4.2 MAC层规范 (11)第3章温度采集系统的硬件设计 (13)3.1系统整体设计 (13)3.2 硬件设计 (14)3.2.1 系统硬件平台 (14)3.2.2 ZigBee通信模块 (15)3.2.3 通信模块电路设计 (16)3.3 温湿度数据采集原理 (18)3.4 温湿度传感器SHT10 (19)第4章温度采集系统的软件设计 (21)4.1 系统软件平台概述 (21)4.2 Z-Stack2007协议栈软件 (22)4.2.1 Z-Stack软件架构 (22)4.2.2 Z-Stack软件流程 (24)4.3 程序设计 (25)第5章总结 (29)参考文献 (30)致谢 (32)基于Zigbee技术的温度采集系统设计第1章绪论1.1 课题背景与意义在过去20年里,互联网(Internet)极大地方便和改变了我们的生活。
基于Zigbee无线通讯协议的温度控制系统分析
基于Zigbee无线通讯协议的温度控制系统分析孙蔚【摘要】近些年来,无线技术凭借着其绝对的优势在我国得到了快速的发展,不仅对人们的工作,更是对人们的生活带来了便利,与其相比,有线技术的发展则不是十分明显。
与此同时,我国的温控技术也在经历了一系列的发展与变革之后在人们的生活中扮演着重要的角色。
%In recent years,wireless technology by virtue of its absolute advantage in China has been rapid development,not only for the people's work,but is brought convenience to people's lives,rather compared to the development of cable technology is not very obvious.At the same time,China's temperature control technology has undergone a series of development and change in people's lives after play an important role.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)013【总页数】2页(P39-40)【关键词】Zigbee技术;温控器;设计【作者】孙蔚【作者单位】陕西工业职业技术学院信息工程学院,712000【正文语种】中文Zigbee技术是最近几年才随着无线技术发展起来的,该技术具有多种优点,如能耗低、成本低以及应用简单等,其通信标准为IEEE802.15.4。
通常情况下人们都将这一新兴的技术应用在电子设备、无线数据采集以及医疗器械的控制等多个场合。
Zigbee拥有多种通信方式,温控系统的结构与功能不同,所选用的通信方式也有所不同。
基于ZigBee的无线温度检测系统设计毕业设计论文
ZigBee技术就是一种基于IEEE 802.15.4协议标准的近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术,主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用,已成为当下较为流行的无线通信技术。
本设计意在设计一种基于ZigBee的温度检测系统,用以实现对分散节点的温度采集,采集后的温度实时地显示。本设计可以有效满足工农业检测过程中对多测点、移动性及便捷性等方面的要求,并且能够有效解决有线网络的布线难题和成本问题,具有十分广阔的应用前景。
(1)协议是免专利费采
用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段,2.4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲),免执照频段。
(2)低功耗:由于ZigBee的传输速率较低,传输数据量较小,并且采用了休眠模式,因此ZigBee设备功耗很低,仅靠两节5号电池就可以维持长时间使用。
由于ZigBee技术具有上述特点,因而广泛应用在短距离低速率电子设备之间的数据传输。ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
1.3
ZigBee技术具有低成本、低功耗、近距离、短时延、高容量、高安全及免执照频段等优势,广泛应用于智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用等领域。
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基于ZigBee技术的病人体温监测系统设计
基于ZigBee技术的病人体温监测系统设计近年来,随着人们的生活水平的提高,疾病的严重程度也在加剧。
此时,人们对疾病的早期发现和预防变得尤为重视。
其中最基本的一项就是测量体温,因此设计一种基于ZigBee技术的病人体温监测系统,能够有效地帮助人们监测病人体温,提高对疾病的预先发现和预防。
本文将分享一种使用ZigBee技术的病人体温监测系统设计方案。
设计原理基于ZigBee技术的体温监测系统的原理是使用传感器测量体温,并将数据以无线方式传输到显示器处。
传感器部分由两部分组成。
第一部分是蓝牙温度传感器,它能够测量病人体温,并将数据通过ZigBee方案无线传输给监测器。
第二部分是监测器,它接收来自传感器的数据,并通过监测器的显示屏进行显示。
硬件设计该体温监测系统的硬件部分由传感器和监测器两个主要组成部分组成。
传感器的外观与通用的温度计类似:它由表头和表柄组成。
表头部分是传感器的核心部分,通过接触病人的皮肤来测量体温。
该传感器采用数字式热敏电阻为温度检测元件,并通过前置放大电路和AD转换电路将信号转换为数字信号,然后将其发送到内部的微控制器中。
监测器是负责接收和显示体温数据的主要设备,通过ZigBee模块实现体温数据的无线传输。
同时,它还可以进行时间设置、警报设置等非常有用的功能。
作为轻便的设备,设计将监测器的屏幕做到足够大,以便在任何地方很容易读取与理解数据。
软件设计为了实现监测器接收和显示数据的目标,需要实现相关软件设计。
具体设计包括以下内容:1.与传感器通讯模块软件代码:这部分代码将使用微控制器解析传感器荧光棒的数字信号,并将其转换为需要的体温值,然后通过无线传输至监测器;2.监测器接收和显示模块软件代码:这部分代码将负责接收来自传感器的数据,并将其显示在监测器的屏幕上。
同时,具备时间与警报设置、电子表计等功能性质。
总结基于ZigBee技术的病人体温监测系统可以有效的监测病人体温,提前识别潜在的健康问题。
基于_zigbee_的无线测温实验
基于ZigBee的无线测温系统摘要:本实验采用TI公司的cc2430作为核心,利用了该芯片上丰富的资源,实现小车的zigbee无线控制和实时测量温度。
Zigbee 是IEEE 802.15.4 协议的代名词,主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备,是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。
本实验中,打开 IAR 开发环境,打开程序工程,接上仿真器,并把仿真电缆连到 CC2430 模块上,把程序下载到两个模块上,两个模块之间通过 PC 机串口发送命令到另一个模块,另一个模块的 zigbee 放在小车上,可以驱动小车按照预定的轨迹前进,并实时测量温度值,显示到电脑界面上。
关键词:无线通信,实时测量显示目录1 引言 (3)2 功能概述及方案设定 (3)2.1 功能概述 (3)2.2 具体方案设定 (4)2.2.1 小车控制模块设计 (5)2.2.2 无线通信模块设计 (7)2.2.3 测温模块设计 (12)3 总结 (14)1 引言当今社会,科学技术日新月异,时代前进的步伐越迈越宽,应用自动化设备,计算机处理,现代化通讯,数字化信息,现代化显示设备等高新技术而建立的现代化智能,监控等系统已经得到充分的发展与应用,智能通信也就应运而生。
同时,在建设以人为本的和谐社会的过程中,智能通信能够完成考古发掘,海底揭密,宇宙探索等危险作业,以保证人身安全。
凭借参加本次课外实验机会,我们能够对嵌入式系统的开发有进一步的学习和理解。
CC2430是一颗真正的系统芯片(SoC)CMOS解决方案。
这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本,低功耗的要求。
它结合一个高性能2.4GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器。
CC2430包含一个DMA控制器,集成了4个振荡器用于系统时钟和定时操作,也集成了用于用户自定义应用的外设,CC2430内集成的其他外设有: 实时时钟;上电复位;8通道,8-14位ADC;可编程看门狗;两个可编程USART,用于主/从SPI或UART操作。
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基于zigbee技术的温度监测系统的应用
目前我国北方大部分地区都有温室大棚,而且温室大棚也随着自动化监测技术的进步来到了现代化远程监控的时代,农产品价格的提升使得温室大棚采用进一步的先进技术成为可能,我们在此背景下将ZigBee技术用于温室大棚的温、湿度监测系统的数据采集,使得系统能够实现分布式监测,并且降低了成本,将数据汇总后通过PTR2000远程传送至大棚管理者的电脑上,并通过后台机的智能化软件处理给出管理者实时的数据和及时的建议,从而让蔬菜品质更好,产量更高。
要进行分布式监测就要首先建立分布式网络,网络通信方式的选择是很重要的,根据系统中所传输数据的特点以及系统节点多,通信节点价格要低,并且不能布线的要求我们选择了一个很新的技术——ZigBee技术来作为我们无线网络的通信方式。
在数据通信方面选择了性价比最好的通信方式。
1 ZigBee简介
ZigBee是一种无线连接技术的商业化命名,该无线连接技术主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用。
ZigBee标准基于802.15.4协议栈而建立,具备了强大的设备联网功能,它支持三种主要的自组织无线网络类型,即星型结构、网状结构(Mesh) 和簇状结构(Cluster tree),特别是网状结构,具有很强的网络健壮性和系统可靠性。
ZigBee是一种强调极低耗电、极低成本的短距离无线网络技术,传输速度为20 k~250 kbps,ZigBee
采用DSSS技术。
功耗更低,依ZigBee网站公布,以一般电池电力而言,ZigBee产品可使用数月至数年之久。
它非常适用于那些需要一年甚至更长时间才需更换电池的设备。
这一点非常适合抄表系统。
2 温室大棚分布式监测系统的工作原理及zigBee网络在系统中的工作架构
温室大棚分布式监测系统的工作原理为:由网状分布的ZigBee 节点通过温度传感器和湿度传感器采集数据然后将数据传送至主节点,由主节点再将汇总的数据通过PTR2000传送至上位机,上位机将数据存入ACCESS数据库表中,上位机的软件可以显示实时数据,历史数据,并对数据进行处理对管理者提出合理的建议,并分析历史数据做出智能化的管理。
其中网状网络是基于ZigBee无线传感器网络的,其网络架构如图1所示。
基于ZigBee无线网络平台的温室大棚分布式监测系统具有以下几个
特点:
(1)无须布设通信线路,各设备之间实现无线自动组网连接,即降低了系统安装成本。
(2)由于整个通信系统的各个模块具有高集成度,高可靠性和低功耗,低成本,体积小等优点,维护保养十分方便。
(3)卓越的物理性能,整个网络所使用的无线频率是国际通用的免费频段(2.4~2.48 GHz ISM),传输的方式是抗干扰能力强的直序扩频方式(DSSS)。
(4)网络的自组织、自愈能力强,ZigBee的自组织功能:无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,并确定连接关系,组成结构化的网络。
3 基于CC2430芯片的网络节点设计
CC2430是ChipconAs公司最新推出的符合2.4 GIEEE802.15.4标准的射频收发器。
利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250 kbps可以实现多点对多点的快速组网。
CC2430芯片只需少量外围部件配合就能实现信号的收发功能。
图2为该温度检测终端的硬件结构。
电路使用一个非平衡天线,连接非平衡变压器可使天线性能更好。
电路中的非平衡变压器由电容C1和电感L1、L2、L3以及一个PCB(印制板)微波传输线组成,整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(50 Q)的要求。
内部T/R交换电路完成LNA和PA之问的交换。
R1和R2为偏置电阻,R1主要用来为32 MHz的晶振提供一个合适的工作电流。
用1个32 MHz的石英谐振器(xTAL1)和2个电容(C2和C3)构成一个32 MHz的晶振电路。
用1个32.768 kHz的石英谐振器(XTAL2)和2个电容(C4和C5)构成一个32.768 kHz的晶振电路。
电压调节器为所有要求1.8 V电压的引脚和内部电源供电,电容C6和C7是去耦电容,用来为电源滤波,以提高芯片工作的稳定性。
温度传感器DS18B20的数据输入/输出端DQ接 P0-0引脚,该引脚具有4 mA的输出驱动能力。
数据传输节点采用PTR2000芯片进行无线远程传输,PTR2000是一种新型的单片无线收发数传MODEM模块,该器件为超小型模块器件,具有超低功耗、高速率(19.2 kb-ps)无线收发数传功能,且性能优异,使用方便,PTR2000与单片机组成的数据传输节点硬件连接如图3所示。
上位机软件采用VB6.0,界面友好,可以显示历史数据,实时数据以及温度、湿度曲线等。
监测界面如图4所示。
4 结束语
通过系统的设计和对于CC2430芯片的使用,感觉到ZigBee无线传感网络应用前景非常广阔,CC2430芯片是真正意义上的SOC芯片,使得我们开发ZigBee无线传感网络会更加方便,产品开发周期会大大缩短。
另外,方便用户快速上手应用,MaxStream提供开发套件,为您提供价廉的,一流的无线数据通信和支持。
该套件包含快速建立和测试长距离无线数据链路所需要的所有硬件和软件。