智能的环境监控系统的设计开题的报告共17页
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▪ 2019年9月相关成果在北京进行了大规模外场演示， 部分成果已在实际工程系统中使wk.baidu.com。国内的许多高 校也掀起了无线传感网的研究热潮，纷纷开展了有 关无线传感网方面的基础研究工作。一些企业如中 兴通讯公司等单位也加入无线传感网研究的行列。
（3）国内外环境监控应用的 典型案例
▪ 夏威夷大学在夏威夷火山国家公园部署了WSN进行 生态环境监测，以揭示为何特定物种只能生存在某 些特定环境中。
(2) 无线传感器国内发展现状
▪ 2019年，中国科学院《知识创新工程试点领域方向 研究》的信息与自动化领域研究报告中，作为该领 域提出的五个重大项目之一。
▪ 2019年中科院依托上海微系统所成立微系统研究与 发展中心，在无线传感网的方向上部署了若干重大 研究项目和方向性项目，初步建立传感网络系统研 究平台，在无线智能传感网络通信技术、微型传感 器、传感器节点、簇点和应用系统等方面取得很大 的进展。
▪ 智能环境监控能够发挥无线传感器网络 的低功耗、低成本、分布式和自组织的 特点，根据节点芯片的处理能力，可以 轻松的判断环境的变化，并通过相应设 备对环境进行自动化控制，不再需要用 人力去控制。因此，基于ZibBee的智能 环境监控系统的设计在环境监控中有很 大的应用价值和前景。
课题概述
▪ 本课题从环境监控的应用考虑，开发一 个智能环境监控系统。通过温度、光照 传感器进行对环境数据信息的采集，采 集到的数据经过CC2430 芯片进行和预 设的温度、光照范围进行比较，如果超 出预设值，则启动相应的执行器进行处 理，直到恢复正常。
智能环境监控系统设计方案 网络同数络，时据协添把整到上显变设调加从合上位示化定号温器新通位节机，。环，度打增 过 机发点软 记 用 境经采开的串软起接件录户参过集或节口件整收对各可数A模关/点发个到D接个以的过块闭转。送网的收时通上导利执换到间过下线测用行光对环电敏成经的的上限传出灵器照环境阻电数过数环位，送引敏。采境光的阻字A据境机手给脚传/集光照阻与D信进参软动单上感转模照发值单号行数件的照片的器换块的生就片以值机电精得利敏变会机电。。流确到用感化变相信发采环光变时化连号生集境敏化，。，的变温的电，光经可形化度光阻当敏光以式，信通 执行器模块受处理器模块控制， 若环境参数出现异常，处理器 控制模块启动执行器使环境恢 复正常。
研究背景
▪ 无线传感器网络是(Wireless Sensor Network，WSN)由部署在监测区域内 大量的廉价小型或微型无线传感器网络 节点组成,通过无线通信方式形成一个 多跳的自组织智能网络系统。
▪ 环境监测是一类典型的无线传感器网络 应用，很多监测由于野外环境比较恶劣或者
由于人工控制不准确，环境信息不能很好的 掌握，不适合搭建有线网络。
▪ 韩国研究人员将WSN部署到山地旅游区，来监测旅 游者的数目 。
▪ 美国学者将无线传感器网络放置在葡萄园中，分析 了湿度、温度和病虫害对葡萄成熟度和品质的影响。
▪ 澳洲的科学家利用无线传感器网络来探测北澳大利 亚蟾蜍的分布情况。
▪ 美国研究者在华盛顿东部的农场部署了环境监测无 线传感器网络，可以自动启动温控设备，防止出现 冻害。
❖ 智能环境监控系统框图
问题以及拟定的解决方案
▪ 硬件的设计和嵌入式代码的编写 ▪ 上位机软件的开发 ▪ 软硬件调试
问题一：硬件的设计和嵌入式代码的 编写
▪ 方案：确定设计所用的模块、传感器、 继电器以及执行器。采用Protel 99SE 制图进行电路设计与连接。使用IAR Workbench开发环境，对嵌入式程序 进行编写和下载。将编写的程序下载 至硬件模块，测试并调试，改进电路 模块。
▪ 北京市科委计划项目“蔬菜生产智能网络传感器体 系研究与应用”正式把农用无线传感器网络示范应 用于温室蔬菜生产中。
对智能环境监控系统设计研究的思考
▪ 本课题从环境监控系统设计出发。通过分布在环境中的微型 传感器节点，采集环境的参数，判断环境的参数是否发生异 常。如果环境参数超出预设值，则通过打开相应执行器使环 境参数恢复正常。处理速度较快的CC2430芯片实现将信息 采集节点的数据进行接收处理，判断是否要自动打开执行器， 并采用ZigBee协议将处理后的信息及时发送到协调器节点， 协调器节点把数据发送到PC上位机软件。工作人员可以通 过上位机软件看到环境的整体参数和各个节点各自的参数情 况、网络的拓扑，还可以设定环境的参数，人为的打开或关 闭各节点的执行器。智能环境监控系统的研究不需要昂贵的 设备和复杂的布线，却能很好的实现环境的智能控制，能让 研究人员精确知道环境变化，无需派人现场维护，具有很实 际的应用价值，为环境监测提供了一个智能化、简单化、信 息化的设计。
▪ 同时通过CC2430把数据发送到协调器 节点，协调器节点通过串口把数据发 到PC机，PC机有一个上位机软件， 可以查看每个节点的运行状态，网络 的拓扑图以及各个节点的历史数据， 设置环境参数的范围，如温度的上下 限等。同时，软件可以人为的打开或 关闭节点执行器。
国内外研究发展现状
▪ 目前，由大量的无线传感网络节点自 组织组成的无线传感网能够广泛应用 于环境科学、医疗健康、空间探索、 智能家居、军事、交通、采矿和灾难 拯救等各个领域，无线传感网已成为 下一代“计算无处不在”的关键技术。
(1) 无线传感器国外发展现状
▪ 传感器网络的研究起步于20世纪90年代 末期。
▪ 从2000年起，国际上开始出现一些有关 传感器网络研究结果的报道。
▪ 2019年美国自然科学基金委员会制定了 传感器网络研究计划，投资3400万美元， 支持相关基础理论的研究。
▪ 目前传感器网络已经引起了世界许多国 家的军事部门、工业界和学术界的极大 关注。
▪ 国内学者研制了用于煤矿环境监测的环境监测的无 线传感器网络系统。
▪ 重庆大学的研究者将无线传感器网络应用到了西双 版纳的自然保护区内。
▪ 上海交通大学自动化系基于气体污染源浓度衰减模 型，开展了气体源预估定位系统。
▪ 武汉理工大学开展了无线传感器网络在火车车厢环 境中的测控应用，对车厢内的空气质量、安全隐患 等进行全程检测。
（3）国内外环境监控应用的 典型案例
▪ 夏威夷大学在夏威夷火山国家公园部署了WSN进行 生态环境监测，以揭示为何特定物种只能生存在某 些特定环境中。
(2) 无线传感器国内发展现状
▪ 2019年，中国科学院《知识创新工程试点领域方向 研究》的信息与自动化领域研究报告中，作为该领 域提出的五个重大项目之一。
▪ 2019年中科院依托上海微系统所成立微系统研究与 发展中心，在无线传感网的方向上部署了若干重大 研究项目和方向性项目，初步建立传感网络系统研 究平台，在无线智能传感网络通信技术、微型传感 器、传感器节点、簇点和应用系统等方面取得很大 的进展。
▪ 智能环境监控能够发挥无线传感器网络 的低功耗、低成本、分布式和自组织的 特点，根据节点芯片的处理能力，可以 轻松的判断环境的变化，并通过相应设 备对环境进行自动化控制，不再需要用 人力去控制。因此，基于ZibBee的智能 环境监控系统的设计在环境监控中有很 大的应用价值和前景。
课题概述
▪ 本课题从环境监控的应用考虑，开发一 个智能环境监控系统。通过温度、光照 传感器进行对环境数据信息的采集，采 集到的数据经过CC2430 芯片进行和预 设的温度、光照范围进行比较，如果超 出预设值，则启动相应的执行器进行处 理，直到恢复正常。
智能环境监控系统设计方案 网络同数络，时据协添把整到上显变设调加从合上位示化定号温器新通位节机，。环，度打增 过 机发点软 记 用 境经采开的串软起接件录户参过集或节口件整收对各可数A模关/点发个到D接个以的过块闭转。送网的收时通上导利执换到间过下线测用行光对环电敏成经的的上限传出灵器照环境阻电数过数环位，送引敏。采境光的阻字A据境机手给脚传/集光照阻与D信进参软动单上感转模照发值单号行数件的照片的器换块的生就片以值机电精得利敏变会机电。。流确到用感化变相信发采环光变时化连号生集境敏化，。，的变温的电，光经可形化度光阻当敏光以式，信通 执行器模块受处理器模块控制， 若环境参数出现异常，处理器 控制模块启动执行器使环境恢 复正常。
研究背景
▪ 无线传感器网络是(Wireless Sensor Network，WSN)由部署在监测区域内 大量的廉价小型或微型无线传感器网络 节点组成,通过无线通信方式形成一个 多跳的自组织智能网络系统。
▪ 环境监测是一类典型的无线传感器网络 应用，很多监测由于野外环境比较恶劣或者
由于人工控制不准确，环境信息不能很好的 掌握，不适合搭建有线网络。
▪ 韩国研究人员将WSN部署到山地旅游区，来监测旅 游者的数目 。
▪ 美国学者将无线传感器网络放置在葡萄园中，分析 了湿度、温度和病虫害对葡萄成熟度和品质的影响。
▪ 澳洲的科学家利用无线传感器网络来探测北澳大利 亚蟾蜍的分布情况。
▪ 美国研究者在华盛顿东部的农场部署了环境监测无 线传感器网络，可以自动启动温控设备，防止出现 冻害。
❖ 智能环境监控系统框图
问题以及拟定的解决方案
▪ 硬件的设计和嵌入式代码的编写 ▪ 上位机软件的开发 ▪ 软硬件调试
问题一：硬件的设计和嵌入式代码的 编写
▪ 方案：确定设计所用的模块、传感器、 继电器以及执行器。采用Protel 99SE 制图进行电路设计与连接。使用IAR Workbench开发环境，对嵌入式程序 进行编写和下载。将编写的程序下载 至硬件模块，测试并调试，改进电路 模块。
▪ 北京市科委计划项目“蔬菜生产智能网络传感器体 系研究与应用”正式把农用无线传感器网络示范应 用于温室蔬菜生产中。
对智能环境监控系统设计研究的思考
▪ 本课题从环境监控系统设计出发。通过分布在环境中的微型 传感器节点，采集环境的参数，判断环境的参数是否发生异 常。如果环境参数超出预设值，则通过打开相应执行器使环 境参数恢复正常。处理速度较快的CC2430芯片实现将信息 采集节点的数据进行接收处理，判断是否要自动打开执行器， 并采用ZigBee协议将处理后的信息及时发送到协调器节点， 协调器节点把数据发送到PC上位机软件。工作人员可以通 过上位机软件看到环境的整体参数和各个节点各自的参数情 况、网络的拓扑，还可以设定环境的参数，人为的打开或关 闭各节点的执行器。智能环境监控系统的研究不需要昂贵的 设备和复杂的布线，却能很好的实现环境的智能控制，能让 研究人员精确知道环境变化，无需派人现场维护，具有很实 际的应用价值，为环境监测提供了一个智能化、简单化、信 息化的设计。
▪ 同时通过CC2430把数据发送到协调器 节点，协调器节点通过串口把数据发 到PC机，PC机有一个上位机软件， 可以查看每个节点的运行状态，网络 的拓扑图以及各个节点的历史数据， 设置环境参数的范围，如温度的上下 限等。同时，软件可以人为的打开或 关闭节点执行器。
国内外研究发展现状
▪ 目前，由大量的无线传感网络节点自 组织组成的无线传感网能够广泛应用 于环境科学、医疗健康、空间探索、 智能家居、军事、交通、采矿和灾难 拯救等各个领域，无线传感网已成为 下一代“计算无处不在”的关键技术。
(1) 无线传感器国外发展现状
▪ 传感器网络的研究起步于20世纪90年代 末期。
▪ 从2000年起，国际上开始出现一些有关 传感器网络研究结果的报道。
▪ 2019年美国自然科学基金委员会制定了 传感器网络研究计划，投资3400万美元， 支持相关基础理论的研究。
▪ 目前传感器网络已经引起了世界许多国 家的军事部门、工业界和学术界的极大 关注。
▪ 国内学者研制了用于煤矿环境监测的环境监测的无 线传感器网络系统。
▪ 重庆大学的研究者将无线传感器网络应用到了西双 版纳的自然保护区内。
▪ 上海交通大学自动化系基于气体污染源浓度衰减模 型，开展了气体源预估定位系统。
▪ 武汉理工大学开展了无线传感器网络在火车车厢环 境中的测控应用，对车厢内的空气质量、安全隐患 等进行全程检测。