基于ZigBee技术的家居环境监测设计
基于ZigBee的环境监测系统设计
基于ZigBee的环境监测系统设计文章介绍了ZigBee技术的特点及在环境监测中的应用，提出并设计了一种基于Zigbee技术的环境监测系统，详细介绍了该系统的软件和硬件设计方案。
希望能够通过文章的介绍与分析，能够给相关工作人员带来一定启示，仅供参考。
标签：ZigBee；PM2.5；环境监测引言当前经济的迅速发展及工业化的迅速推进带来了工业废气和温室气体排放量的急剧增加，导致环境的进一步恶化和全球温度上升，尤其是我国北方进入冬季供暖期后，部分地区雾霾严重，较差的空气质量影响了人们的生活、工作，不利于社会的可持续发展。
人们迫切需要对大气环境开展监测和预报，以便合理的安排工作和出行，采取更广泛、有效的措施控制污染。
因此，建立大气环境的监测系统至关重要。
随着嵌入式技术及传感器技术的进步，无线传感器网络已经深入到人类生活的各个方面。
Zigbee技术作为短距离无线通信技术的代表之一，具有低功耗、短时延、组网灵活、自愈力强等诸多特点，可以广泛应用于低速无线传感网络中。
基于上述原因，文章提出了无线传感网络大气环境监测系统的设计方案。
本方案在特定区域中建立ZigBee无线网络，通过终端节点采集温度、湿度，PM2.5和有毒有害气体等数据信息，并将传感器信息由协调器传给嵌入式网关，网关处理后，将直观的信息显示在QT界面、PC机串口，并以信息的形式发动到手机终端，同时实现与外部Internet网络的通信。
1 硬件电路设计及应用1.1 系统总体结构设计该系统主要分为三大模块：无线通信采集模块、网关节点模块和信息传输模块，无线通信采集模块主要实现大气监测区域的无线网络的组建、传感器采集节点的控制和数据信息在网络间的传送，其中传感器采集节点用来采集二氧化碳、一氧化碳、PM2.5、温度、湿度等大气环境信息，系统使用基于ZigBee协议的CC2530芯片进行传感器节点控制。
网关节点模块主要实现无线传感器网络采集来的信息处理，主要功能体现在两个方面：（1）采集信息再通过GPRS模块进行转发时的协议数据帧的转换；（2）网络服务器的搭建。
智能家居环境监测系统设计与实现
智能家居环境监测系统设计与实现智能家居是指在智能化、自动化、信息化的基础上利用传感器网络等进行数据传输，实现家居电器的智能控制，随着4G网络的快速发展，智能家居的及时出现为人们享受生活提供了一个更好的选择。
一、智能家居环境监测系统总体设计基于ZigBee无线通信技术构建的室内环境监测系统主要实现室内温度、氧气、一氧化碳、二氧化硫、湿度、甲烷和二氧化碳含量等家居环境的检测，其次是监测生活用水、用电和用气的安全性和用量，三是监测室内各种生活家电的状态等。
系统设计中，基于ZigBee的传感器节点将室内环境信息发送到无线传感器网络的汇聚节点，通过ARM微处理器实现嵌入式编程，然手通过ARM微处理器和ZigBee汇聚节点实现有效的网络串行通信。
通过该系统，采集室内环境信息、输入操作命令、输出操作结果、集中控制室内环境、远程控制家用电器、联动控制室内安防系统等功能。
二、智能家居环境监测系统详细设计2.1室内环境信息采集功能通过部署在室内的传感器节点，实现无线传感器网络的室内环境信息采集，以便能够将室内温度、湿度、氧气、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲烷及生活用水和生活电气等相关信息传递到系统中。
信息采集和感知是室内环境系统最基本的功能，需要将传感器节点进行良好的部署和优化，以便在最小能量耗费下实现节点的全方位覆盖。
2.2 室内环境信息传输功能传感器节点采集相关的网络信息后，通过4G网络传输到ZigBee汇聚节点，汇聚节点将多个传感器节点信息传输到室内监测系统的服务器，以便服务器进行处理。
信息传输过程中，为了实现高效数据传输和分发，需要将数据进行压缩和存储，实现传感器网络的聚簇作用，同时为了降低传感器网络的通信开销、平衡节点间负载，需要对传感器网络节点和传输节点进行设计。
2.3 室内环境信息处理功能数据传输到服务器后，环境监测装置负责处理采集到的数据信息，发现相关的信息超过用户设置的预警值，则传感器检测装置通过4G通信网络以短信或数据通信的方式通知用户，同时将收集的信息存储到服务器数据库中。
基于ZigBee技术的智能家居系统的设计
基于ZigBee技术的智能家居系统的设计一、本文概述随着科技的飞速发展和人们生活品质的提高，智能家居系统已经成为现代家居生活的重要组成部分。
其中，ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低数据速率的无线通信技术，在智能家居领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居系统的设计，包括其基本原理、系统架构、功能模块、硬件选择以及软件设计等方面。
通过深入研究和分析，我们将提供一种高效、稳定、可靠的智能家居系统设计方案，以满足用户对智能家居的需求，提升生活品质。
本文将首先介绍ZigBee技术的基本原理和特点，阐述其在智能家居系统中的应用优势。
接着，我们将详细介绍基于ZigBee技术的智能家居系统的整体架构，包括各个功能模块的作用和相互之间的通信机制。
在此基础上，我们将重点讨论系统的硬件选择和软件设计，包括传感器节点的设计、网络通信协议的实现以及用户界面的开发等。
我们将对系统进行测试和评估，以验证其性能和稳定性。
通过本文的研究和讨论，我们期望能够为智能家居系统的设计提供有益的参考和指导，推动智能家居技术的进一步发展。
我们也希望能够激发更多人对智能家居领域的兴趣和热情，共同推动智能家居产业的繁荣和发展。
二、ZigBee技术原理及其应用ZigBee技术是一种基于IEEE 4无线标准的低功耗局域网协议，专为低数据速率、低功耗和低成本的应用场景设计。
它采用星型、树型或网状拓扑结构，具有自组织、自愈合的特点，能够在设备之间实现可靠的数据传输。
ZigBee技术的主要特点包括低功耗、低成本、低数据速率、高可靠性、高安全性和良好的网络扩展性。
在智能家居系统中，ZigBee技术被广泛应用于各种智能设备之间的通信和控制。
例如，通过ZigBee技术，智能照明系统可以实现远程控制、定时开关、场景设置等功能；智能安防系统可以实现门窗传感器的实时监控、报警推送等功能；智能环境监测系统可以实现温度、湿度、空气质量等环境参数的实时采集和传输。
基于ZigBee的实验室环境监测系统设计
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第ｌ ｌ 期 ２ ０ １ ７ 年６ 月
无线 互联 科技
Ｎ ｏ ． １ ｌ
基￣Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 的实验室环境监测系统设计
范 启 富， 邱 力军 ， 刘 欢
（ 西京学院， 陕西 西安 ７ １ ０ １ ２ ３ ）
摘 要： 社会在快速发展 ， 人们的安全意识也在不断提 高， 在这个智能化应用越 来越广泛的时代 ， 人们对安全舒适 的生产环 境提 出了 越 来越 高的要求。 因此， 对生产环境数据进行监测是十分重要 的。文章设计的中小企业 生产环境 监测系统 ， 可实现对 生产环境 中的温湿度 和几种有毒 有害气体浓度的实时采集。 文章主要 由硬件设计、 软件设计和系统的测试 与调试３ 大部 分组 成。 硬件电路设计 包括ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 终端节点电路设计、 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 主控制电路设计、 电源电路设计。 软件设计 包括数据采集节点程序 设计、 协调器节点程序设计、 上位机界面设计、 手机终端设计。 系统的测试 与调试包括ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 模块的参数测量、 ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 组 网测 试、 系统程序调试等。
图３ 主 控 制 芯 片电 路
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一种基于ZigBee的智能家居环境信号采集与控制系统设计
图1 感知家居需求与用户用例图图2 感知家居系统与芯片选型原有的信息孤岛相互联系起来将成为未来的大趋势。
2016年3月8日，海尔向开发者开放了U+平台，美的集团也向第三方开放了M-Smart 的SDK(软件开发工具包)；3月31日，微软也发布了MS Bot Framework 机器人框架，巨头们的纷纷表率预示着更多的厂商将会开放自身的软硬件平台，使得家电设备，以及越来越多的智能硬件单品可以整合到一起。
旧版本的智能家居系统大多采用总线控制，装修布线的成本非常高，并且严重降低用户体验。
新一代智能家居产品以小米和华为的最新产品为例，均采用Wi-Fi 与ZigBee 协议。
本文介绍了一种兼容性强、性价比高的环境信息采集和家电控制系统。
1 系统概述要实现一套性价比较高的智能家居系统，所需的功能由用户的核心需求来决定。
根据马斯洛需求层级，生理和安全方面的需求应当放在首要实现的位置，实现的功能必须包含安全防盗、火警、有害气体检测和危险情况及时报警；其次是生活的便利化，包括对家庭环境的随时随地查看，家电的远程控制等；最后是需求的个性化，例如SOHU 办公、孕婴或行动不便、视力障碍或听觉障碍等情况，是用户分散的长尾需求指标。
用户用例如图1所示，通过PC 电脑浏览器或移动APP 均可传感器型号传感器描述DHT11温湿度传感器，有效测量范围：0～50℃；湿度有效测量范围：20%～90%RH 。
MQ-2烟雾传感器，可采集甲烷、丙烷、氢气、酒精和液化气等常见家用厨房可燃气体。
有效监测范围：100～20000ppm ；工作环境温度：-10℃～50℃；湿度65%±5%RH 。
BH1750FVI 光照传感器，其测量范围约为(1～65535lx)，工作温度范围：-40℃～50℃。
HC-SR501人体红外活动探测传感器，工作温度：-15℃～70℃，有效范围15m 。
DSM501AP M 2.5探测传感器，工作温度范围：-20℃～80℃ 。
基于ZigBee技术的室内环境监测系统设计
基于 ZigBee技术的室内环境监测系统设计摘要：基于ZigBee技术的室内环境监测系统设计。
它有三大部分组成，所有的数据的传输都在ZigBee搭建的无线传感网络工作。
ZigBee模块A用来发送数据，ZigBee模块B用来接受数据，上位机用来显示数据。
温湿度传感器和stm32单片机用来采集数据发送给ZigBee模块A。
同时用IAR软件编写和编译ZigBee的程序，保证数据的传输。
应用于对信息传递的大小的要求很低，对功耗的需求也比较低的场合。
关键词：Zigbee技术；环境监测；无线传感器引言：随着科技的发展、社会的进步，当今对无线技术需求日益增长，从而孕育出了无线传感网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)。
无线通信技术WiFi、蓝牙已经被人们熟知，由于他们的功耗大、组网麻烦等原因，很难应用在工业自动化中。
为了满足市场的需求，ZigBee就这样诞生了。
它有成本低、组网方便、安全性高等优点。
应用ZigBee技术可以制造一种低成本、低功耗的检测仪器。
1主要功能本设计以STM32单片机作为核心控制元件，ZigBee无线模块作为通信模块，以及DHT11温湿度传感器设计的一款无线传输的温湿度检测仪，其中温湿度传感器DHT11和stm32单片机用来采集数据发送给ZigBee模块A，然后在ZigBee组网内，ZigBee模块A用来发送数据，ZigBee模块B用来接收数据，最后上位机用来显示数据。
2工作原理本设计采用STM32单片机作为核心控制元件，使用两块ZigBee无线模块作为通讯模块，首先使接收电路正常供电，进入接收数据状态，等待数据的到来，接着单片机上的程序运行，将单片机上事先存放的数据由ZigBee模块A发射出去，如若发射模块和接收模块在可接受范围内，无线ZigBee B模块接收到信号，在上位机实时显示温湿度数据。
3硬件设计本设计的方案是把温湿度传感器采集的数据通过单片机stm32发送给ZigBee模块A，再运用ZigBee无线通讯协议把数据传输给ZigBee模块B，最后通过串口把数据在上位机上显示出来。
基于ZigBee技术的室内环境监控系统的设计
ＺｉｇＢｅｅ是 基 于 ＩＥＥＥ ８０２．１５．４标 准 的 短 距 离 、低 速 率 无 线 网 络 通 信 技 术 。 该 技 术 解 决 了 低 成 本 、低 功 耗 、低 复 杂 度 、低 传 输 速 率 、 近 距 离 设 备 的 联 网 应 用 等 问题 ，主
要 用 于 无 线 传 感 器 网 络 和 测 量 控 制 方 面 。 Ｊ。
ＺｉｇＢｅｅ提 供 了 网 络 层 （ＮＭＫ ：Ｎｅｔｗｏ ｒｋ）
和 应 用 层 （ＡＰＬ：ＡｐｐＩｉｃａｔｉｏｎ Ｌａｙｅ ｒ）框 架
的 设 计 ］。 在 网 络 层 中 ，ＺｉｇＢｅｅ联 盟 制 订
星 型 、 树 型 和 网 型 三 种 拓 扑 结 构 ＿３】，其 网 络
室 内环 境 监 测 位 置 点 上 ， 主 要 完 成 环 境 数
据 的 采 集 、 预 处 理 和 上 传 等 工 作 ， 同 时 还
能 自动 完 成 网 络 探 测 、 加 入 等 功 能 。 中央
监 控 端 由 ＺｉｇＢｅｅ网 络 协 调 器 、ＧＰＲＳ模 块 、
声 光 报 警 器 、 平 板 电 脑 组 成 ， 主 要 实 现 传
解 决 方 案 。
本 文 设 计 的 室 内 环 境 监 控 系 统 基 于
ＺｉｇＢｅｅ无 线 组 网 技 术 ，主 要 由 传 感 器 节 点 、
中 央 监 控 端 和 控 制 单 元 组 成 ，其 系 统 结 构 如
图 １所 示 。 ＺｉｇＢｅｅ无 线 传 感 器 节 点 分 布 于
感 器 节 点 环 境 探 测 信 息 的 接 收 、处 理 、显 示 、
６２ 智能建筑与城市信息 ２１ ３年 第９期 总第２０２期
基于 ZigBee 的智能家居系统设计
基于 ZigBee 的智能家居系统设计随着科技的快速发展，越来越多的人开始关注智能家居系统的设计和实现。
而其中，基于ZigBee 技术的智能家居系统则成为了近年来最具热度的研究方向之一。
本文将详细探讨基于 ZigBee 的智能家居系统的设计和实现。
一、ZigBee 技术简介ZigBee 技术是一种低功耗、近距离、无线通讯技术，它是一种基于 IEEE802.15.4 标准的无线网协议。
ZigBee 技术能够支持多种应用场景，适用于环境监测、医疗保健、智能家居、能源管理等领域。
ZigBee 技术采用了低功耗、低速率的传输方式，具有低成本、低噪声和低干扰的特点。
同时，ZigBee 网络结构简单，有很强的自组织能力，能够让各种设备快速建立通讯。
二、ZigBee 技术在智能家居中的应用智能家居系统是指通过各种网络技术，将家居中传统的电器设备和其他可编程设备进行集成，从而达到自动化控制的目的。
而 ZigBee 技术在智能家居中的应用则包括以下几个方面：1、家庭网络化ZigBee 技术可以帮助实现家庭网络化。
通过 ZigBee 网络，家庭中的各种设备都可以实现互联，实现智能化自动控制。
比如，用户可以通过智能手机控制家中的照明、温度、音乐等设备，从而达到智能控制的目的。
2、安防保护智能家居系统中的安防保护是智能家居最重要的应用之一。
而 ZigBee 技术可以帮助实现安全保护，可以通过智能传感器实时监控家庭的安全情况，当检测到异常情况时进行即时报警，从而保护家庭安全。
3、娱乐化智能家居系统中的娱乐化应用也是很重要的。
通过 ZigBee 技术，用户可以轻松地控制家庭中的音乐、影像等设备，达到家庭娱乐化的目的。
三、基于 ZigBee 的智能家居系统设计在设计基于 ZigBee 的智能家居系统时，应遵循以下设计理念：1、低功耗智能家居系统的常承担着长期、甚至是持续的工作，因此对于功耗的要求极高。
因此在基于 ZigBee 技术的智能家居系统设计中，应注重低功耗、智能化的设计，以延长系统设备的使用寿命。
基于ZigBee技术的家居环境监测设计
基于ZigBee技术的家居环境监测设计作者：魏芳波来源：《物联网技术》2013年第10期摘要：采用ZigBee技术与SHT11相结合的方法，给出了智能家居环境中的温湿度检测系统的硬件结构和软件环境设计方案，同时进行了分析和验证，从而为智能家居环境设计提供了有利的参考。
关键词：ZigBee；家居环境；SHT11；温湿度中图分类号：TP393.02 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）10-0011-020 引言随着社会发展，人们对家庭环境舒适度提出更高的要求，新的技术将推动家居智能化，家居中各种智能化的设备、家用电器和家庭安防设备将整合成为智能化的系统，在这个平台上进行资源共享、分析、控制和管理这些设备。
温度和湿度是家居环境的两个重要参数。
在通常情况下，实现区域温湿度监测需要大量的电缆，新环境不利于移植[1]。
本文以ZigBee技术为基础，设计家庭环境无线监测系统，基于主从控制实现智能家居。
1 ZigBee技术简介ZigBee 技术主要用于低数据传输速率并且传输距离要求不是很远的各种通信设备之间。
ZigBee使用的是2.4 GHz波段，采用了跳频技术，这和蓝牙技术相似。
但相比之下，ZigBee协议比蓝牙更简单，速率更慢，功率及费用也更低[2]。
单个ZigBee无线模块就可与254个节点互联，若网络中加入路由节点，则网络最大承载量可支持65 535个节点设备互联。
人们更希望能在无线玩具、传感器网络、家庭监控、工业监控和安全系统等众多领域拓展ZigBee的应用。
使用基于ZigBee 短距无线通信技术，环境信息采集模块与显示终端实现无线通信，省去了传统布线的麻烦。
在ZigBee协议规范中，组网时有三种网络拓扑结构可供选择：星型结构（Star）、网状结构（Mesh）和簇树型结构（ClusterTree）[3]。
2 硬件结构和软件设计2.1 硬件结构设计家居环境监测系统以CC2530芯片为平台，实现信息数据的接收与发送。
智能家居中的环境监测系统毕业论文.doc
智能家居中的环境监测系统毕业论文摘要........................................................................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论 ....................................................................................................................................... - 1 -1.1研究背景 ............................................................................................................................. - 1 -1.2目前现状 ............................................................................................................................. - 2 -1.3本文主要研究..................................................................................................................... - 2 - 第2章ZigBee技术........................................................................................................................... - 4 -2.1 ZigBee技术介绍 ............................................................................................................... - 4 -2.2 ZigBee技术特点 ............................................................................................................... - 4 -2.3 ZigBee网络设备组成和网络结构................................................................................. - 5 -2.4 IEEE802.15.4协议分析 ....................................................................................................... - 6 -2.4.1物理层(PHY) ........................................................................................................... - 6 -2.4.2介质访问控制层(MAC) ........................................................................................ - 8 -2.4.3 CSMA/CA工作机制.............................................................................................. - 9 -2.5 ZigBee协议介绍与分析 .................................................................................................. - 9 -2.5.1网络层（NWK）.................................................................................................... - 9 -2.5.2应用层(APP) ......................................................................................................... - 11 -本章小结 ................................................................................................................................... - 12 - 第3章家居环境监测系统设计 ................................................................................................ - 13 -3.1系统方案设计...................................................................................................................... - 13 -3.2系统结构 ........................................................................................................................... - 13 -3.3系统功能定义................................................................................................................... - 14 -3.3系统设计要求................................................................................................................... - 17 -本章小结.................................................................................................................................. - 17 - 第4章硬件系统设计.................................................................................................................. - 18 -4.1 Zigbee硬件选型.............................................................................................................. - 18 -4.2节点硬件设计................................................................................................................... - 19 -4.2.1中心控制节点设计............................................................................................... - 19 -4.2.2路由器节点设计................................................................................................... - 25 -4.2.3传感器节点设计................................................................................................... - 25 -本章小结.................................................................................................................................. - 31 - 第5章系统软件设计.................................................................................................................. - 33 -5.1设计思路 ........................................................................................................................... - 33 -5.2控制中心节点软件设计...................................................................................................... - 33 -5.2.1路由器节点软件设计 .......................................................................................... - 38 -5.2.2传感器节点软件设计 .......................................................................................... - 39 -5.3用户操作界面设计.......................................................................................................... - 45 -5.3.1用户界面开发环境介绍...................................................................................... - 46 -5.3.2界面的各功能设计............................................................................................... - 46 -5.3.3用户操作界面 ....................................................................................................... - 49 -本章小结 ................................................................................................................................... - 49 - 第6章系统网络性能测试......................................................................................................... - 50 -6.1 ZigBee网络性能测试..................................................................................................... - 50 -6.2测试分析总结................................................................................................................... - 51 - 第7章总结与展望 ...................................................................................................................... - 52 -7.1工作总结 ........................................................................................................................... - 52 -7.2工作展望 ........................................................................................................................... - 53 - 参考文献.......................................................................................................................................... - 55 - 致谢........................................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计
基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能家居的概念逐渐深入人心。
智能家居通过集成先进的通信技术、控制技术、传感器技术等多种技术，实现了家庭环境的智能化管理和控制。
其中，ZigBee 技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信协议，在智能家居领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居监测控制系统的设计，旨在为读者提供一个全面、系统的了解，并希望为智能家居领域的发展提供一些有益的参考。
本文首先介绍了ZigBee技术的基本原理和特点，包括其通信机制、网络拓扑结构以及优势等。
然后，文章详细阐述了基于ZigBee 的智能家居监测控制系统的总体设计方案，包括系统架构、硬件选择、软件设计等方面。
接下来，文章将重点介绍系统中的各个功能模块，如环境监测模块、安防监控模块、家电控制模块等，以及它们之间的协同工作机制和实现方法。
本文还将对系统的性能和稳定性进行分析和测试，以验证设计的可行性和有效性。
文章将总结整个设计过程中的经验教训，并对未来的发展方向进行展望。
通过本文的阅读，读者可以深入了解基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计理念、实现方法和应用前景，为相关领域的研究和开发提供有益的参考和借鉴。
二、ZigBee技术概述ZigBee是一种基于IEEE 4标准的低功耗局域网协议，主要用于近距离无线通信。
其名称源自蜜蜂的“ZigZag”舞蹈，寓意着该技术在通信中的灵活性和高效性。
ZigBee技术专为低数据速率、低功耗、低复杂度和低成本的应用场景设计，因此在智能家居监测控制系统中具有广泛的应用前景。
ZigBee技术的核心优势在于其低功耗和低成本。
由于其采用了休眠机制，设备在不进行数据传输时可以进入低功耗的休眠状态，从而显著延长了设备的使用寿命。
ZigBee网络的构建成本相对较低，使得其成为智能家居领域理想的通信协议之一。
在智能家居监测控制系统中，ZigBee技术可以实现设备间的无线连接和数据传输。
基于ZigBee技术的无线智能家居系统研究与设计
络的请求信号，则给发送请求信号的终端节 点回复信 息，然后将 该 终端节点加入所管辖 的网络 范围内，并分配相应的网络地址 。如果 所收到的信号是终端 节点发送过来 的监测数据，则在给终端节点发 送数据的确认信号之 后，就要对数据进行识别和处理，并在规定的
进入 到了一种空闲状态 。终端节点会定期地从空闲状态 中醒来 ，对 相关 的环境信息进行监测，将其监测过程 中所采集到的数据通过无 线发射模块发送给与其相联的汇聚节点 ，如果收到汇聚节点发过来
的确 认 信 息 ，则表 明数 据 发 送 成 功 ，之 后 终 端 节 点 将 再 次 进入 空 闲
先要进行初始化 ，初始化所 完成 的工作类似与上面的汇聚节点 ，然
后 终 端 节 点 开 始 不 断 的 发 出 请求 信 号 ，要 求 加 入 到 某 个 汇 聚 节 点所
创建 的网络 ，只要 终端节 点成功加入网络，就停止发送请求加入 网
络 的报 文 ，并 得 到 一个 汇 聚 节 点 分 配 给 它 的 网络 地 址 ，之 后节 点就
采集 。 若数据 发送不成功 ， 点会再次采集数据并发送给汇聚节 点， 节 直到发送成功为止 。
三 、 结 束 语
和其它短距离通信技术 比较 ，Ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ技术具有 明显 的优势，其 近距离 、低成本、低功耗、低速率等特点更加适合于家庭 组网的特
点 。本 文 提 出 了一 套 用 Ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ技术 实现 智 能 家 居 系 统 的 设 计 方案 ，
３ 推行媒体通识教育。 ． 鉴于媒体素养教育的重要性以及有效扩 散其广泛影 响， 应该将 其作成为高校大学生人文素质教育的一部分 ，作为通识教育来推行。
基于ZigBee无线传感器网络的环境质量监测系统设计
无线互联科技Wireless Internet Technology 第13期2019年7月No. 13July, 2019基TZigBee 无线传感器网络的环境质量监测系统设计马爱霞，徐音（郑州工商学院工学院，河南郑州 450014）摘 要：以CC2530模块为核心构建无线传感网络，将采集的粉尘、温湿度、光照等环境数据传输至远程监测中心，通过上位 机软件读取与储存环境数据，实现环境参数远程监测。
文章根据系统的方案，设计其硬件电路功能，并设计了终端传感器节 点、中间协调器节点以及监控中心的软件流程。
关键词：温湿度；光照；ZigBee ；无线传感网络随着人们生活水平的日益提高及科技技术的进步，环境 问题越来越受到重视，人们日常关注空气质量如同每天关注 天气预报一样频繁。
传统的环境监测技术主要是通采用人 工的方式，使用测量温湿度等指数的仪器检测环境质量参 数，人力、财力得到大量的消耗，并且在一些环境比较恶劣 的区域，使用人工方式很难实时监测，以上弊端都是传统监 测方法存在的。
随着互联网技术和无线传输技术的发展，这 些技术慢慢被投入到环境监测系统中来。
环境检测技术主 要运用的3种技术：传感器技术、通信技术、计算机技术。
传 感器完成检测信息的采集，通信技术完成信息传输,计算机 技术实现数据的处理。
无线传感器网络是由许多微小传感器节点构成的，微小 传感器负责系统数据的采集，各节点之间进行通信。
微小传 感器以多跳无线通信方式构成自组织的网络系统。
因其具有 可靠、灵活、准确等优点，同时，部件造价低廉、部署和维护 简单，近年来普及应用得非常快。
现在在智能家居、环境监 测、智能交通等领域得到了广泛应用。
1系统总体方案的设计本文是基于ZigBee 无线传感器技术的环境数据釆集和 控制系统"。
该系统由监测点、中心控制节点、通用分组无线 服务（General Packet Radio Service, GPRS ）网络和上位机 监控中心组成。
基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现
基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现随着物联网的发展，智能家居控制系统已经成为人们日常生活中的一个重要应用。
ZigBee技术作为物联网通信协议之一，有着物联网中广泛应用的优势。
本文将从智能家居控制系统设计的角度出发，介绍基于ZigBee技术的智能家居控制系统的设计与实现。
一、智能家居控制系统的需求分析智能家居控制系统主要有以下几个需求：1. 控制家居设备：系统可以实现对家中各种设备的控制，如灯光、电器等。
2. 环境监测：系统可以实现对温度、湿度等环境因素的监测，进而调节合适的温度和湿度，提高生活舒适度。
3. 安全监测：系统可以实现对门窗、摄像头等安全设备的监测。
当侵入者来犯时，可以及时发出警报。
4. 远程控制：用户可以通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。
在需求分析的基础上，我们可以开始对基于ZigBee技术的智能家居控制系统进行设计。
二、智能家居控制系统的软件设计智能家居控制系统的软件主要包括服务器端和客户端两部分。
1. 服务器端服务器端主要负责和各种设备的交互，接收设备的数据、发送命令到设备等。
服务器端需要具备以下几个功能：1）设备控制功能：服务器端需支持对各种设备的控制命令，如控制灯光亮度、控制电器开关等。
2）环境监测功能：服务器端需支持各种环境参数的实时监测，如温湿度、气体浓度等。
3）安全监测功能：服务器端需支持各种安全设备的状态监测，如门窗、火灾、燃气泄漏等。
4）远程控制功能：服务器端需支持用户通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。
2. 客户端客户端主要是指用户与服务器端交互的软件程序，具备以下几个功能：1）控制家居设备：客户端可以向服务器端发送操作命令，以控制家居设备。
2）环境监测：客户端可以实时获取家中各种环境参数的监测数据。
3）安全监测：客户端可以实时获取家中各种安全设备的状态信息，如门窗状态、烟感器状态等。
4）远程控制：客户端可通过手机APP等远程控制系统，远程控制家中各种设备。
基于ZigBee技术的家庭环境监测系统的设计
就是 目前 的无 线通 讯 产 品造价 很 高 ， 使其 广 泛 推广 遇
到很大 阻力 。
随着 近年来 人类 在微 电子机 械系统 ， 无线 通讯 ， 数 字 电子 方 面取 得 的 巨大 成 就 ， 得 发展 低 成 本 ， 功 使 低 耗， 小体积 ， 短距 离通讯 的传 感器成 为可 能 。Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ的 出现就解 决 了这 些 问题 。 由于 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技术 具 有功耗极 低， 系统简 单 ， 网方式灵 活 ， 组 成本低 等性 能 ， 对于 其 相
线 方式 构建 家庭 环境 监测 系 统 ， 可 以避免 这 些 不必 则
要 的麻 烦 。而且 ， 线方式 相对 灵活 ， 无 只要 在有效 范 围
内， 感器终 端可 以依据要 求 随意安放 。然 而 ， 线家 传 无
庭 环 境监 测一 直未 得 到广 泛 应用 ， 个很 主 要 的原 因 一
以及 其 他行业 的 １ ０多家 企业 。有 了这么多 公司 的支 ５
持 ， 以毫不 夸张地 说 ：在 未来 的数年 内 ， 可 “ 从家 用 电器 到 玩 具 、 工 厂 控 制 到汽 车 控 制 ， ｉＢ ｅ技 术 将 走入 从 Ｚｇ ｅ 我们 生活 的方 方面面 。 ”
Ｋ ＥＹＷ ＯＲＤＳ Ｚｉ ｇＢｅ ｅ， ＣＣ２ ０， Ｍ ＳＰ４３ Ｆ４ ４２ ０ ４９， ｅｎ ｒ ｖｉｏｎｍ ｅ ｔ ｌｍ ｏｎ ｔ ｉ ｙ ｅｍ ｎ ａ ｉｏｒｎｇ ｓ ｓｔ
随着科 学技 术 的飞速 发展 ， 们 生活水 平 的不 断 人 提高 ， 一个 高度 安全 ， 适 ， 舒 方便 的生 活环 境 越来 越 为
布线 选择嵌 入墙壁 内 ， 换起来 也十 分不方 便 。 更 采用无
本设 备 （ 固定 、 携 或可 移 动 的） 间进 行 低数 据 率 的 便 之
基于ZigBee的智能室内植物监护系统
基于ZigBee的智能室内植物监护系统随着生活水平的不断提高，人们对于室内植物的需求也越来越高，但是由于工作和生活忙碌，很多人并没有足够的时间去照顾自己的室内植物。
为了解决这一问题，基于ZigBee技术的智能室内植物监护系统应运而生。
本文将从系统的基本原理、功能特点、应用前景以及发展趋势等方面进行介绍。
一、系统的基本原理基于ZigBee的智能室内植物监护系统，主要由传感器、控制器、通信模块和手机APP 等组成。
传感器负责采集室内植物的环境信息，包括温度、湿度、光照、土壤湿度等数据。
控制器根据传感器采集的数据进行分析，能够智能地控制室内植物的光照、灌溉、通风等环境，保证植物的生长环境处于最佳状态。
通信模块通过ZigBee技术将传感器采集的数据传输至手机APP上，用户可以通过手机实时监控植物的生长状态，也可以通过手机远程控制系统对植物进行管理。
二、功能特点1. 自动监控：传感器能够实时监测室内植物的环境数据，如温度、湿度等，用户可以随时了解植物的生长情况。
2. 远程控制：用户可以通过手机APP远程控制系统对植物进行灌溉、光照等管理，即使不在家也能照顾好自己的植物。
3. 智能调节：控制器能够根据传感器采集的数据进行智能调节，保证室内植物的生长环境处于最佳状态。
4. 节能环保：系统可以根据植物的需求进行智能管理，节约用水、用电，并且可以减少人为因素对植物的影响。
5. 用户友好：手机APP界面直观清晰，操作简单方便，用户可以随时随地轻松管理自己的室内植物。
三、应用前景基于ZigBee的智能室内植物监护系统具有广阔的应用前景。
在家庭中可以帮助用户轻松管理自己的室内植物，无论是忙碌的上班族还是老年人，都可以通过系统轻松地照顾好自己的植物，让生活更加便利。
在办公场所和商业场所中，也可以利用系统对办公室和商店内的植物进行智能管理，减少人力资源的浪费，提高管理效率。
基于ZigBee技术的智能室内植物监护系统还可以应用于城市园林绿化、温室种植等领域，为城市绿化和农业生产提供更多技术支持。
基于ZigBee网络的室内环境监测系统设计
图 ５ 直流 ２ ８ Ｖ 电 源 线 正 线 整 改过 程测 试 结 果
图 ６ 直流 ２ ８ Ｖ 电 源 线 正 线 整 改 后 实 验 结 果
也 会导致 电流谐 波含晕 过高 。在原 滤波器 基础上 电源新 输入端 新增 参 考文献 ：
１ ５ ０ ￣ ｔ Ｈ共模 电感 一只、并连 ２ ． ２ Ｆ Ｆ电容 一只 ， 将其谐 波含量降低 。 （ 图 ６ ）为 整改后测试 结果 。将有 效的滤波 手段和方法 用于对开 关 电源 的 控制 ， 以期达到 电磁兼 容性要求 。 ［ １ ］吴 良斌 ．电磁 兼容性设计 ［ Ｍ ］ ．国防工业 出版社 ，２ ０ ０ ４（ ０ ７ ） ．
给 出了系统的整体设计 方案，介 绍了系统的传感 器选型及控制方案 ，并对 系统进行 了数据测试分析 ，验证 了系统的稳定可行性。 关键词 ：Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术；环境监 测；传 感器
０ 引 言
Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术是近 几年发展起来的 自组 网无线通信技术 ，节 点之间
单个节点的组成框 图和 主机的组成框 图，节点 的个数可根据 用户需求 进行扩展。 纂
４ 结 论
由于开 关 电源 导致 谐波 电流含量 过高从 而 以 以传 导干扰 、辐射 Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｆ ｉ １ ｔ ｅ ｒ ｓ ” ． Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ／ Ｉ Ａ Ｓ Ｍ ａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ Ｓ ｅ ｐ ． ／ ０ ｃ ｔ ．１ ９ ９ ８ ． 干扰等 方式造成 电网被污 染、导致一些相关 电器设备无法正 常运行 。 ［ ５ ］ Ｒ ． Ｐ ｅｔ ｋ Ｏ Ｖ ” ０ Ｐｔ ｉ ｍ ｕ ｍ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ Ｈｉ ｇ ｈ — Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ． Ｈｉ ｇ ｈ — 因此 ，在平 时实验测试 中只 有正确选择滤 波器 元器件 的参数 ， 才能有 Ｆ ｒ ｅｑＵ ｅｎｃＹ ｒ ｒ ａ１ １ ｓｆｏ ｒ １ １ １ ｅ ｒ”Ｉ ＥＥＥ ＴＲ ＡＮＳＡＣＴ１ ０ＮＳ ０Ｎ Ｐ０ＷＥＲ 效 地抑制开关 电源产生 的传 导干扰 ，保 障电网内设备 的正常 工作 。
基于ZigBee无线网络和LabVIEW的智能家居系统设计
基于ZigBee无线网络和LabVIEW的智能家居系统设计随着科技的不断发展，智能家居系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍一种。
智能家居系统的设计目标是提高家居生活的便利性、安全性和舒适性。
为了实现这一目标，我们选择了ZigBee无线网络作为智能家居系统的通信协议。
ZigBee是一种低功耗、低数据速率的无线通信技术，能够实现设备之间的可靠通信，并且具有较长的通信距离。
通过ZigBee无线网络，各个智能设备之间可以实现互联互通，从而构建智能家居系统。
在智能家居系统的设计中，我们使用了LabVIEW作为开发工具。
LabVIEW是一种图形化编程语言，可以实现快速的系统开发和集成。
通过LabVIEW，我们可以方便地编写程序，实现智能家居系统的各种功能。
在这个智能家居系统中，我们设计了多个智能设备，包括智能灯光、智能窗帘、智能门锁等。
这些设备通过ZigBee无线网络连接到一个集中控制器上。
用户可以通过LabVIEW编写的图形界面来控制这些设备的开关、亮度、以及定时等功能。
当然，用户也可以通过手机等移动设备来远程控制这些智能设备。
此外，我们还为智能家居系统设计了一些自动化功能。
例如，通过设置定时，可以让智能灯光在特定的时间自动打开或关闭，从而实现节能的目的。
另外，智能家居系统还可以通过传感器来监测环境的温度、湿度等参数，根据用户的需求自动调整室内温度，提供更舒适的居住环境。
总之，本文介绍了一种基于ZigBee无线网络和LabVIEW的智能家居系统设计。
通过这个系统，用户可以方便地控制各种智能设备，并且实现了自动化的功能。
随着科技的不断进步，智能家居系统将会在我们的生活中发挥越来越重要的作用。
我们相信，通过不断的创新和改进，智能家居系统将会为人们带来更加便利、舒适和安全的居住环境。
基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统设计
术、 通 信技 术和 网络技 术 的发展 ， 智能家 居逐 渐
成为 未来 家居生 活 的发 展方 向。智能 家居不 仅 能给 用户提 供安 全 、 健 康和舒 适 的生活 环境 ， 而 且用 户能够 远程 监控 自己的家居 状态 和控制 家
系统 设 计 方 案 ， 以芯片 Ｃ Ｃ ２ ４ ３ ０及 其 外 围设 备 构 成 硬 件 系 统 ， 使用 Ｉ ＡＲ Ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ软 件 对 芯 片进 行 编 译 、 调试和下载 ， 通过 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术无 线 连 接 各 传 感 器 节 点 ， 从 而 形 成 一 套 智 能 家 居 环 境 监 测 系 统原 型， 对居室 、 冰 箱 和 热 水 器 的 温 湿 度 进 行 实 时 监 测 。实 验 结 果 表 明 ， 该系 统具有测 量准 确 、 实 时 性 强、 成本低廉 、 扩展性好等优点 。
庭 电器设备 。在智 能 家 居 控制 系 统 中 ， 采 用无 线 网络 技术 可 以解决 有 线 网络 布线 麻 烦 ， 网络
节点 多 ， 使用 电缆 数量 庞大 等问题 ， 更符 合家庭
１ 系统 工作 原 理
针对 智 能家 居 中环 境 监 测 系 统 的 设 计 要
求， 该 传感 器 网络 由传 感器 节 点 、 路 由器 节点 、
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ２
２ ０ １ ３ 年 ３ 月
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 的智 能 家居 环 境 监测 系统 设计
吴 艺 娟 ，秦 彩 云 ，万 米洋
（ 北京 石油 化 工 学 院信 息 工 程 学 院 ， 北 京 １ ０ ２ ６ １ ７ ）
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２０１３年 ／ 第１０期 物联网技术
１１
0 引 言
随着社会发展，人们对家庭环境舒适度提出更高的要求，新的技术将推动家居智能化，家居中各种智能化的设备、家用电器和家庭安防设备将整合成为智能化的系统，在这个平台上进行资源共享、分析、控制和管理这些设备。
温度和湿度是家居环境的两个重要参数。
在通常情况下，实现区域温湿度监测需要大量的电缆，新环境不利于移植[1]。
本文以ZigBee 技术为基础，设计家庭环境无线监测系统，基于主从控制实现智能家居。
1 ZigBee 技术简介
ZigBee 技术主要用于低数据传输速率并且传输距离要求不是很远的各种通信设备之间。
ZigBee 使用的是2.4 GHz 波段，采用了跳频技术，这和蓝牙技术相似。
但相比之下，ZigBee 协议比蓝牙更简单，速率更慢，功率及费用也更低[2]。
单个ZigBee 无线模块就可与254个节点互联，若网络中加入路由节点，则网络最大承载量可支持65 535个节点设备互联。
人们更希望能在无线玩具、传感器网络、家庭监控、工业监控和安全系统等众多领域拓展ZigBee 的应用。
使用基于ZigBee
短距无线通信技术，环境信息采集模块与显示终端实现无线通信，省去了传统布线的麻烦。
在ZigBee 协议规范中，组网时有三种网络拓扑结构可供选择：星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和簇树型结构(ClusterTree)[3]。
2 硬件结构和软件设计2.1 硬件结构设计
家居环境监测系统以CC2530芯片为平台，实现信息数据的接收与发送。
终端传感器节点选用SHT11， 实现快速、方便的家居环境信息的监测功能。
2.1.1 电源部分设计
采用的电源是双电源策略，通过开关选通电源适配器供电或电池供电，提高了使用的灵活性，电源供电部分的实物图如图1所示。
图1 电源供电部分实物图
当电池电压低于 1.7 V 时，低电压指示灯 D1 亮，此时模块工作电压将不能保证稳定在+3.3 V ，请注意更换电池以保持模块正常工作。
基于ZigBee技术的家居环境监测设计
魏芳波
（郧阳师范高等专科学校 物电系，湖北 十堰 442000）
摘 要：采用ZigBee 技术与SHT11相结合的方法，给出了智能家居环境中的温湿度检测系统的硬件结构和软件环境设计方案，同时进行了分析和验证，从而为智能家居环境设计提供了有利的参考。
关键词：ZigBee ；家居环境；SHT11；温湿度
中图分类号：
TP393.02 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2013)10-0011-02Design of home environment monitoring based on ZigBee technology
WEI Fang-bo
(Department of Physics and Electronic Engineering, Yunyang Teachers' College, Shiyan 442000, China)
Abstract : Based on the combination of ZigBee technology and SHT11, the design scheme of hardware structure and software environment in temperature and humidity monitoring system of intelligent home environment is proposed, and the analysis and verification is conducted to provide a reference for smart home design.
Keywords : ZigBee; home environment; SHT11; temperature and humidity
————————————————
收稿日期：2013-07-16
基金项目：郧阳师范高等专科学校科学研究项目（2012B07）
物联网技术 ２０１３年 ／ 第１０期
１２调器接收数据。
本系统中传感器节点主要负责的是环境信息的采集与发送，协调器节点主要负责的是网络的建立、终端节点管理、数据处理和对PC 端的数据通信。
PC 机作为控制中心直接和协调器通信。
温湿度网络控制图如图2所示。
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图2 温湿度网络控制图
家庭中的每个房间可以多放几个这样的类似节点，可实现在同一个房间进行多点的温度信息采集，以提高温度测量的准确度。
同时增加了无线发射部分电路，可以将传感器采集的数据传输给远端设备。
本设计使用的是SHT11数字温湿度传感器，SHT11是包含有已校准数字输出的单芯片温湿度复合传感器。
SHT11采用两条串行线和处理器进行通信，传感器在出厂时都进行校准，校准系数都以程序形式存储在OTP 内存中。
在传感器测量的时候，这些系数在传感器内部调用来修正信号。
温湿度传感器SHT11的内部结构如图3所示[4]。
图3 SHT11内部结构框图
2.2 软件设计与调试
软件设计分数据采集和无线通信两部分。
温湿度传感器采用I 2C 总线与处理器通信，完成数据采集工作，SHT11的SCK 为时钟信号，DATA 双向串行通信线可同时完成写命令与读数据的任务[5]。
本设计选用的处理器芯片CC2530 集成了射频收发模块，实现了 ZigBee 协议栈的体系结构。
ZigBee 体系结构包括四层：物理层（PHY ）、控制子层（MAC ）、网络层和应用层。
主模块管理家居中各个房间模块，将无线网络中各个节点的情况报告给家庭网关。
程序首先初始化CC2530，之后初
就定时采集数据并向协调器发送。
程序循环调用SendData()函数，定时采集温湿度值，然后把数据打包再发送到网络协调器，并开始接收应答。
无线数据发送函数：void zb_SendDataRequest ( uint16 destination ， uint16 commandId ， uint8 len ， uint8 *pData ， uint8 handle ， uint8 txOptions ， uint8 radius ) ；无线数据接收函数：void SAPI_ReceiveDataIndication( uint16 source ， uint16
command ， uint16 len ， uint8 *pData )。
在ZigBee 协议栈中，协调器节点的串口通信单元已经由硬件层实现了接口封装，其
实现文件为hal _ uart.c 和hal _ uart.h 。
实验装置在IAR EW 环境下开发，程序编译完成后，下载到开发板上，在必要的时候可以进行单步调试。
为提高适用性，在开发板安装了液晶模块LM6059BCW ，方便观测。
对现场环境进行监测，监测结果如表1所列。
表1 各房间测量值
地址温度均值／℃
湿度均值／ＲＨ
０Ｘ４５ＡＢ２５５６０ＸＢ０９２２７５８０ＸＡＦ３２２６５７０ＸＤ５０Ａ
２６
５６
对于表1所列的四个室内温度和湿度的监测结果，经实验证明，此方式快捷，而且具有适用性。
3 结 语
实验装置以智能家居为目的，建立家居公共资源平台，提供基本的信息服务，满足人们便利生活的同时，还能节能增效。
在实际应用中，根据需要确定节点数量。
本系统可以通过添加模块应用到更多领域，如人体体温、煤气安防等，适于推广。
如果通过网关连接到Internet ，同时可实现Android 的智能无线控制系统介入[6]，用户可以方便监控自己家里的情况，有很好的发展前景。
参 考 文 献
[1] 孟庆斌.基于CC2430的分布式无线温度测量系统设计[J].电子测量技术，2009(5)： 128-130.
[2] 暴建民.物联网技术与应用导论[M].北京：人民邮电出版社，2011.
[3] 高文华.基于ZigBee 的温湿度监测系统[J]. 电子测量技术，2008，31（10）：
122-124.[4] 齐秋红.基于SHT11的智能建筑室内温湿度检测[J].低压电器，2008(18)： 1-3.
[5] 刘玉英.基于CC2430温湿度监测的无线传感器网络设计[J]. 微计算机信息，2009(10)： 130-131
[6] 吕红海.基于Android 的智能家居无线控制系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2012.
作者简介：魏芳波 男，湖北十堰人，生于1977年，讲师，硕士。
主要从事机电一体化教学与研究工作。