基于ZigBee的环境监测系统的设计与实现
基于ZigBee的环境监测系统的设计
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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的室内环境监测系统设计研究
基于Zigbee的室内环境监测系统设计研究作者：汪雷来源：《江苏理工学院学报》2018年第02期摘要：建筑物具有房间多、范围广的特点。
为了方便用户能够直观的了解室内环境信息，系统设计了地图管理模块。
环境监测系统由监测中心和传感器网络组成，传感器采集室内环境的信息通过无线的方式把数据发送到终端节点，终端节点通过串口把数据传送至监控中心，再进行数据的分析。
给出了系统的功能设计，数据库设计，软件设计。
关键词：无线传感器；监控系统；数据库中图分类号：X830.7 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2018）02-0014-06随着我国的经济发展和科学技术水平的提高，人们对于学习、生活环境的安全性、舒适性要求日益增长，尤其是对室内环境质量的更是严格。
在日常生活中，通常要求一个温度适宜的环境。
因此，有必要了解室内的实时温度、湿度、煤气的浓度，以便于进行一定调节。
从而减少由于环境因素的超标对人体造成的伤害。
传统的室内环境监控系统所需的设备较多，布线复杂，可靠性低，抗干扰能力差，日常管理和维护的费用高。
物联网技术可以解决这个问题。
物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络，是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
ZigBee 技术是物联网的核心技术之一，是近年来发展起来的一种近距离无线通信技术。
ZigBee 技术以其低功耗、易组网、低成本、短时延、高容量、高安全等优点在智能家居应用中受到广泛关注。
基于此本文设计了运用ZigBee技术的监测系统。
1 系统框架整个系统由监控中心和Zigbee传感器网络组成如图1所示，ZigBee 网络通常由三个节点构成：协调器（ Coordinator）节点、路由器（ Router）节点、传感器（ End Device）节点。
[1]协调器节点是整个网络的核心，负责网络的启动、配置和管理。
基于Zigbee技术的农作物温室大棚监控系统的设计和实现
参考内容
一、引言
随着科技的不断发展，智能化监控系统在许多领域得到了广泛的应用。特别 是在农业领域，温室大棚监控系统的应用对农作物的生长和产量有着重要的影响。 ZigBee作为一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术，为农业温室大棚监 控系统的设计与实现提供了新的解决方案。
二、系统设计
基于ZigBee的农业温室大棚监控系统主要包括传感器节点、ZigBee协调器、 数据传输模块和上位机软件。
二、技术ห้องสมุดไป่ตู้述
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信技术。 它具有低功耗、低成本、高可靠性、大容量等特点，非常适合于智能家居、工业 自动化、农业等领域。在农作物温室大棚监控系统中，Zigbee技术可实现传感器 数据的实时采集、设备控制以及数据传输等功能。
三、系统设计
四、系统实现
1、部署方案
在温室大棚内，根据需要布置温度传感器、湿度传感器、光照传感器和CO2 传感器，并将传感器数据通过Zigbee模块传输到监控中心。监控中心部署有接收 器和显示设备，方便工作人员实时监测大棚环境参数。
2、操作方法
工作人员可通过监控中心的显示设备实时查看各个温室大棚的环境参数。根 据需要，可通过监控中心对温室大棚进行控制，如调整通风设备、灌溉系统等。 同时，监控中心可对历史数据进行记录和分析，以便更好地了解农作物生长情况 和优化温室环境。
2、网络构建
基于Zigbee技术的温室大棚监控系统采用星型网络结构。每个温室大棚作为 一个独立的网络节点，节点上布置有多个传感器和Zigbee模块。通过Zigbee模块 将传感器数据传输到监控中心，监控中心通过显示界面展示环境参数。
3、数据传输
系统采用无线传输方式，通过Zigbee模块将传感器数据传输到监控中心。数 据传输采用UDP协议，具有较低的延迟和较高的可靠性。同时，监控中心可对各 个温室大棚的环境参数进行实时监测，并根据需要对大棚环境进行调整。
基于Zigbee的无线监测系统设计与实现
设。系统设计方案如图 １所示。监测数据经多跳路 由汇集到
嵌 入 式 网关 ， 网关 负 责 将 数 据 存 储 到 数 据 库 中 并显 示 出来 ， 该
大容量存储 卡可 以保 存长达 几年 的数据 。通 过 Ｉｔｒｅ ｎｅｎｔ或
以 确 保 生 产 安 全 、 经 济 、有 效 地 进 行 。但 现 有 的环 境 监 测 系
括 系统 运 行 必 需 的微 处 理 器 、Ｆａｈ和 Ｓ Ｒ ｌｓ Ｄ ＡＭ 等 ， 有 引 脚 所 通 过插 座 引 出 ， 用于 扩展 外 设 。扩 展 板 根 据 功 能 需 求 ，扩 展
统有据 存储 量小 ，无法远 程访问。因此 ，开发一
第３ ６卷 第 ５期
ＶＬ ｏ ３６
・
计
算
机
工
程
２１ ００年 ３月
Ｍ ａｒ ｈ ０１ ｃ ２ ０
Ｎｏ５ ．
Ｃ ｏ ｐｕ ｅ ｍ ｔ ｒＥｎｇ ｎｅ ｒ ｎｇ ｉ ｅｉ
工 程应 用技 术 与实 现 ・
文章编号：ｌ ｏ ４８ ００ ５ ０４— ２ 文献标识码： ｏ —３２（ １ ０— ２３ ０ ０ ２ ） Ａ
中 围分类号： ９５ Ｎ４
基 于 Ｚｇ ｅ ｉｂ ｅ的无 线监 测 系统设 计 与 实现
吕西午 ，刘开华 ，赵 岩
（ 天津大学 电子信息工程学院 ，天津 ３ ０ ７ ） ００２
摘
要 ：设计一个基于 Ｚｇｅ 的无线监测系统 。该系统通过在监测 区域部署 Ｚｇｅ 网络 ，将监测数据 集到嵌入式网关 ，实现统一的数 ｉ ｅ ｂ ｉ ｅ ｂ
ｍｏ ｉｏ ａ ａ ｉ ｍｂ ｄ ｅ ａ ｅ ｙ ｔ ｅ ｌ ｅ ｕ ｉｉｄ ｄ ｔ ｎａ ｅ ｎｔ ｕ ｅ ｓ ｒ ｍｏ ｅ ａ ｃ ｓ ｎｄ ｒ ｕ ｉ ｇ ｍｏ ｉｏ ｕｎ ｔｏ ｆＺｉ ｂ ｅ ｎ ｔ ｏ ｋ ｈ ｎ ｔ ｒ ｄ ｔ ｎ ｅ ｅ ｄ ｄ ｇ ｔ ｗａ ｏ ｒ ａ ｉ ｎ ｆｅ ａ ａ ｍａ ｇ ｍｅ ， ｓ ｒ ’ ｅ ｔ ｃ ｅ ｓａ ｏ ｔ ｎ ｔ ｒｆ ｃ ｉ ｎ ｏ ｇ ｅ ｅｗ ｒ ．Ｔ ｅ ｚ ｎ ｒ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ｗａ ｅａ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｃ ｕ ｉ ｇ ｄ ｔ ａ ｅ ｆ ｒ ｔ ｎｄ ｈ ｗ ｏ ｐ ｏ ｒ ｍ ｅ ｗｉｅｅ ｓｎ ｄ ｓａ ｄ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｒ ｅ ｌ ｔｏ ｆ ａ ｄ ｒ ｎ ｏ ｚ ｔ ｒ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ， ｎ ｌ ｄ ｎ ａ ａ ｆ ｍ ｏ ｍａ ｏ ｔ ｒ ｇ ａ ｔ ｒ ｌ ｓ ｏ ｅ ｎ ｏ ｒ ｉ ａ ｏ ｌ ａ ｈ
基于ZigBee的设施农业环境监测系统的设计与实现
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Ｃｈｕ ｙ ｎ ｎ ｏ ｇ，Ｎｉ ｅ ｕＬｉ
（ ｏ ｅ ｅｏ Ｅ ｅ ｔ ｎｃａ ｄ Ｉｆｒ ａ ｏ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｕｈ Ｃ ｎｒ ｎｖ ｒ ｔ ｆ ａｉ ａｉｅ ， ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌ ｒ ｉ ｎ ｎｏｍ ｔ ｎＥ ｇ ｅｉ ， ｏ ｔ — ｅ ｔ ｌ ｉｅｓ ｙ ｏ Ｎ ｔ ｎ ｌ ｉ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉａ ｌ ｃｏ ｉ ｎ ｎ ａＵ ｉ ｒ ｏ ｔｓ
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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技术的监控系统设计的开题报告
基于ZigBee技术的监控系统设计的开题报告一、选题背景目前随着社会的发展，人们对居住、工作和生活环境的要求越来越高，以致于对于室内空气质量、温度、湿度、光照等环境参数的监控变得愈发重要。
而基于 ZigBee 技术的监控系统可以通过低功耗、低数据传输速率等特点来满足室内环境监控的需求，具有广泛的应用前景。
二、研究内容本课题将基于 ZigBee 技术设计一种室内环境监控系统，实现以下功能：1.监测室内温度、湿度、氧气含量、PM2.5、CO2、光照等环境参数；2.通过 ZigBee 网络将所监测的环境参数传输到中央控制器；3.中央控制器将接收的数据进行处理和分析，反馈给用户。
如果环境参数超出规定的范围，监控系统将发出警报。
三、研究意义本课题设计的 ZigBee 监控系统可以有效地监控室内环境参数，对于实现智能家居、智能办公室等应用场景具有十分重要的意义。
通过实现智能环境监控，可以有效提升室内环境的质量，降低室内环境对健康造成的潜在危害，并且可以有效地降低能源的浪费，减少环境压力。
四、研究方法1.确定监控系统所需的环境参数、监测范围和精度要求；2.选用 ZigBee 技术实现环境参数的采集与传输，选用传感器和模块进行硬件的设计和实现；3.设计中央控制器，实现数据处理、存储和报警功能，实现用户界面设计与开发；4.进行实验测试，验证所设计的监控系统在硬件和软件方面的可行性和可靠性。
五、预期成果1.基于 ZigBee 技术实现的环境参数采集与传输系统；2.中央控制器的硬件和软件设计与开发，包括数据处理、存储和报警功能的实现；3.用户界面设计与开发；4.监控系统的测试报告和使用手册。
六、研究计划1.前期准备（1个月）：明确研究目标和研究内容，并开展相关背景调查和采购工作；2.系统设计（2个月）：包括硬件和软件系统设计，及用户界面的设计和开发；3.系统实现（3个月）：包括硬件和软件系统的实现与测试，及用户界面的调试；4.系统测试（1个月）：进行系统测试和性能评估；5.论文写作（1个月）：包括论文的撰写、修改和打印。
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水产养殖环境监测系统的设计
监测效果评估
监测效果：实时监测水产养殖环境参数，如温度、湿度、溶解氧等 评估方法：对比实验、数学模型等方法对系统监测效果进行评估 评估结果：系统监测精度高，能够满足水产养殖环境监测需求 实际应用：该系统已成功应用于多个水产养殖基地，提高了养殖效益和产品质量
系统改进与优化
优化传感器节点布 局，提高监测精度 和覆盖范围
03 ZigBee技术
ZigBee技术简介
ZigBee技术特点
ZigBee网络拓扑结构
星型拓扑结构： 适用于小型网络， 节点数量少，通 信效率高
树型拓扑结构： 适用于层次结构， 可扩展性强，但 通信效率较低
网状拓扑结构： 适用于大规模网 络，节点间通信 灵活，但控制复 杂度高
簇状拓扑结构： 结合了树型和网 状拓扑结构的优 点，适用于大规 模、高可靠性要 求的网络
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汇报人：XX
协调器节点：负责 建立ZigBee网络， 汇总数据
网关设备：负责将 数据传输至监控中 心
监控中心：负责对 养殖环境进行实时 监测和预警
系统功能
数据采集：实 时监测水产养
殖环境参数
数据传输：通 过ZigBee技术 将数据传输至
监控中心
数据分析：对 采集的数据进 行分析，提供
决策支持
预警功能：根 据设定的阈值， 实现预警提示
电源模块设计
电源模块的作用是为整个监测系统 提供稳定的电源供应。
电源模块应具备较高的电源转换效 率，以减少能源浪费和设备发热。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
考虑到水产养殖环境的特殊要求， 电源模块应具备防水、防腐蚀等功 能。
电源模块应具备较低的噪声，以保 证监测数据的准确性和稳定性。
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ZigBee（即低速率、低功耗无线网络协议）是一种用于短距离的无线通信技术，通常用于物联网设备之间的互联。
它是基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，能够实现低功耗、低成本和可靠的数据传输。
基于ZigBee技术的室内环境监测系统能够实时监测室内的温度、湿度、光照强度等参数，并将数据传输到中央控制器或者手机等设备上，以便用户实时了解室内环境的状态并做出相应的调整。
室内环境监测系统由多个传感器节点、一个协调器（也称为网络协调器）和一个可视化监测界面组成。
传感器节点是监测环境参数的设备，包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
这些传感器节点通过ZigBee无线通信与网络协调器进行数据传输。
传感器节点通常由一个微控制器、一个或多个传感器和ZigBee无线芯片组成。
微控制器负责采集传感器数据，并通过无线芯片将数据发送给网络协调器。
传感器节点通常使用电池供电，通过低功耗设计能够延长电池使用寿命。
网络协调器是整个系统的核心设备，负责接收传感器节点发送的数据，并将数据传输给中央控制器或手机等设备。
网络协调器通常具有更高的计算和存储能力，可以处理更多的数据、实现更复杂的功能。
网络协调器和传感器节点之间使用ZigBee无线通信进行数据传输，其通信距离一般在几十米到几百米之间，具体距离取决于具体的环境。
可视化监测界面是用户用于实时了解室内环境状态的界面。
通过可视化监测界面，用户可以查看当前的温度、湿度、光照强度等参数，并设置相应的报警阈值。
当环境参数超过设定的阈值时，系统会发送报警信息给用户。
可视化监测界面可以在中央控制器上显示，也可以通过手机等设备进行远程监控。
基于ZigBee技术的室内环境监测系统具有以下优点：1. 低功耗：ZigBee技术采用了低功耗设计，使得传感器节点可以长时间使用电池供电，减少更换电池的频率。
2. 可靠性高：ZigBee技术具有自组网和路由功能，能够自动建立和维护节点之间的通信连接，具备较强的抗干扰能力和数据可靠性。
基于ZigBee的煤矿环境监测系统设计
通信 ， 分配一个 １ ６位的地址作为 网内通信地址 ， 以减小数
１网 络 结构 及 地 址 分 配 模 式
Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ以一个 个独立 的工作 节点为依 托 ， 通过无 线通 信组 成星状 、 树 ） 或 网状 网络 。对于任何一 个具有上 串（ 状
种成熟的 Ｚｇ ｅ 系统芯片 Ｃ Ｓ ｉＢ ｅ ＭＯ 解决方案 ，满足 Ｚｇ ｅ 在 ｉＢ ｅ ２ Ｈｚ Ｍ波段对低成本 、 ．Ｇ ｌ ４ Ｓ 低功耗的要求。Ｃ ２ ３ 包括了一 Ｃ ４０
个工业 增强型的 ８ ８ ５ 控制器 和一个高性能的 ２ Ｈ 位 ０１ ．Ｇ ｚ ４ Ｄ Ｓ（ Ｓ Ｓ 直接序列扩频 ） 射频收发器核心。增强型 ８５ 内核使 ０ １ 用标准的 ８ ５ 指令集，具有 ８ ０１ 倍于标准 ８ ５ 内核的性能 ， ０１ 满足 Ｃ ２ ３ Ｃ ４ ０协议栈、 网络和应用软件对 ＭＣ Ｕ的要求 。
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的第 一职责 ， 只有 在网络建 立后 ， 他设备 节点 才能加 入 其
信 息 的采 集及传输 ，本 系统设 计主要 针对 矿井下 数据采 集 。利用 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ网络完成对 网络 的组建 。凭借基于 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ Ｂ
技术 的无线传感器 网络节 点可以移动 、组 网快速简单 、 成 本低 和网络易维护等特点 ， 该监 测系统在矿井 中有着很 大 的推广应用价值 。
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的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计共3篇
基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计共3篇基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计1一、系统概述随着仓库技术的不断发展，现代仓库已经不再是简单的存储场所，而是一个充满了各种设备、智能系统和软件的物流中心，仓库储存的货物多种多样，需要保证货物在合适的温湿度环境下存储，以确保货物的安全保存。
本文将基于 ZigBee 技术，设计一个远程无线仓库温湿度环境智能监测系统。
二、系统组成1.传感器模块由于仓库储存的货物种类多种多样，对环境条件的要求也不尽相同，比如药品需要相对恒定的温度和湿度，而食品则需要严格控制温度和湿度，因此需要选用不同的传感器来监测不同的环境参数。
本系统主要包括温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等多个传感器，通过ZigBee 无线传输技术将检测到的环境数据传输至下位机。
传感器模块同时还负责环境数据的采集和处理，确保数据的可靠性和准确性。
2.ZigBee模块ZigBee 是一种短距离、低功率消耗、低速、低成本的无线通信技术，是一种面向控制和监测应用的无线通信技术。
ZigBee 模块主要负责实现无线传输和数据通信的功能，将传感器采集到的数据通过无线信号传输到上位机，具有可靠性高、适用范围广、安全性强等优点。
3.上位机上位机主要负责数据的接收、处理和存储，通过图表和曲线的形式展示当前环境参数的变化情况。
上位机可以远程实现对仓库环境的监测和控制，提高了仓库环境的智能化水平。
上位机同时还负责对环境参数设定阈值，并在达到阈值时触发报警。
三、系统原理本系统通过 ZigBee 传感器网络，实现对远程仓库的环境参数进行智能监测。
各个传感器将检测到的数据采集并处理后，通过 ZigBee 通信模块传输到上位机。
上位机接收到数据后，进行分析、处理然后通过图表和曲线的方式展示出来。
用户可以在上位机界面通过设定阈值来实现对环境的远程控制，当环境参数达到预设的阈值时，系统会自动触发报警，用户可第一时间得知环境的变化。
基于zigbee技术的家居环境监测系统的设计与实现最终版
基于ZigBee技术的家居环境监测系统的设计与实现摘要：环境是人们赖以生存的必要条件，随着现代化信息技术的迅猛发展和提高，人们对自己的生活环境有了更高的要求，希望自己的生活环境健康、舒适。
近些年，特别是人类在信息技术上的快速发展，使得各种无线通信技术有了前所未有的突破，无线技术在智能家居上的应用将越来越广泛。
因此，本文利用ZigBee技术设计出了这种无线家居环境监测系统。
该系统中，传感器节点（即终端节点）可以选择温度、湿度、亮度等传感器，并且可以根据需求添加或减少传感器节点。
所以本文无线网络终端模块选用的CC2530芯片为平台，以实现信息数据的接收与发送。
此芯片内置8051内核的单片机内核，并有一定的内存空间，故只要加上些少许外围电路就可以实现功能，无需再加单片机。
在数据接收端（即协调器节点）收到的数据处理传送到PC机上显示。
为了让用户方便监测数据，本文在PC机上设计了显示界面，让人们更加方便操作及监测数据。
本系统运行可靠，能正确获取环境数据，实现实时监测。
关键词：ZigBee;无线传感器网络;环境监测;智能家居Design and Realization of Household EnvironmentMonitoring System Based on ZigBee TechnologyAbstract：Environment is a necessary condition for survival. With the rapid development and improvement of modern information technology, people have higher requirements for their living environment. They hope they live healthily and comfortably. During recent years, especially the quick development of information technology which enables all kinds of wireless communication technology to improve unprecedentedly. So,the thesis utilizes ZigBee technology to exploit and design the wireless home environmental monitoring system. In the system, the sensor node(as well as terminal node) can choose temperature, humidity, brightness etc. Therefore, the wireless network terminal module of the thesis choose the CC2530 chip as the platform for realizing receiving and sending of the information data. The chip has a single chip with 8051 core and has certain memory space. Thus, it can realize its function by adding a little peripheral circuit without extra single chip. The received data processing in the data receiving terminal(that is coordinator node) send to PC for people’s real-time monitoring. The thesis designed the display interface in PC for people’s operation and data monitoring conveniently. The system works reliably which can obtain correct environmental data and realize real time monitoring.Keywords：ZigBee;Wireless sensor networks; environmental monitoring; smart home目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 本文的研究背景 (2)1.2 智能家居环境监测系统的特点 (2)1.3 本文主要研究内容 (3)1.4 开发工具及开发环境的介绍 (3)1.4.1 系统软件开发环境介绍 (4)1.4.2 上位机软件开发环境介绍 (5)第2章 ZigBee技术的概述 (7)2.1 ZigBee技术的概念 (7)2.2 ZigBee技术的特点 (8)2.3 ZigBee网络设备组成和网络结构 (8)2.4 ZigBee的协议分析 (9)2.4.1 网络层（NWK） (10)2.4.2 应用层（APP） (11)2.5 本章小结 (12)第3章系统的总体设计 (13)3.1 系统结构 (13)3.2 系统功能定义 (13)3.3 系统设计要求 (15)3.4 本章小结 (15)第4章系统的硬件设计 (16)4.1 ZigBee硬件选型 (16)4.2 节点硬件设计 (18)4.3 本章小结 (21)第5章系统的软件设计及实现 (22)5.1 软件部分总体介绍 (22)5.1.1 软件设计整体流程 (22)5.1.2 协调器的自动组网流程 (22)5.2 协调器节点软件实现 (25)5.3 传感器节点软件设计 (27)5.4 本章小结 (28)第6章上位机软件实现及测试 (29)6.1 上位机软件实现 (29)6.2 软件测试 (30)6.3 本章小结 (32)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)前言自人类诞生以来，人们一直都在努力改善和提高着自己的生活和居住条件。
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ZigBee技术的智能家居环境监测系统
基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统引言随着科技的不断发展，智能家居已经成为人们生活中的一部分。
智能家居系统通过使用无线传感器网络和网络通信技术，将家居设备连接起来，实现对家庭环境的自动化控制和远程监控。
其中，受到了广泛的关注和研究。
本文将详细介绍这一系统的基本原理、主要功能以及应用前景。
一、ZigBee技术的基本原理ZigBee技术是一种低功耗、低数据速率和短距离的无线通信技术，特别适用于智能家居环境监测系统。
它采用了IEEE 802.15.4标准的MAC和PHY层，支持多节点的网络拓扑结构，并且具有自组织和自动配置的特性。
ZigBee技术的特点之一是低功耗，在低频段下工作，能够延长传感器节点的电池寿命。
同时，它还能通过网络传输数据，使得智能家居环境监测系统能够实现远程控制和监测。
二、智能家居环境监测系统的主要功能1. 温湿度监测：智能家居环境监测系统通过安装温湿度传感器，实时监测室内的温度和湿度水平。
用户可以通过手机或其他设备随时了解家中的温湿度情况，根据实际需求调节室内的温度和湿度。
2. 空气质量监测：通过安装空气质量传感器，智能家居环境监测系统可以实时监测室内的空气质量状况，包括PM2.5浓度、有害气体含量等。
当空气质量低于安全标准时，系统会自动报警，提醒用户采取相应的措施。
3. 照明和窗帘控制：智能家居环境监测系统可以根据室内光线水平自动控制照明设备和窗帘。
当光线不足时，系统会自动打开照明设备和窗帘，提供舒适的光线环境。
4. 安全监控：智能家居环境监测系统还可以集成安全监控功能，通过安装摄像头和门窗传感器，实时监测家中的安全状况。
当有可疑人员或异常情况出现时，系统会立即向用户发送警报信息。
三、的应用前景具有广阔的应用前景。
首先，它可以提高家庭的舒适度和生活质量，实现自动化的环境控制。
用户可以通过手机等设备随时随地监测和控制家中的环境，使得居家生活更加便捷、舒适。
其次，它可以提高家庭的安全性。
基于无线传感网络的环境监测系统
基于无线传感网络的环境监测系统摘要：当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。
加强环境监测，建立环保系统意义重大。
基于 ZigBee 双向无线通讯技术的环境在线监测系统，系统 ZigBee 的通信模块选用的芯片型号为 CC2530，系统网关的通信模式选用 GPRS模式，并利用数据分析模型对采集的数据进行了在线实时处理．经测试，设计环境实时采集监测系统能够稳定运行，能够实时获取数据并通过系统的网管在系统的服务器端实时更新，实现环境参数的实时监视。
关键词：ZigBee；无线传感网络；传感器随着经济和科技的发展，农业种植也有了长足的发展，从之前的小面积种植演变为了如今的大规模，为了提高生产效率，减少劳动力，必须引进先进的技术配合人工劳作进行种植。
传统的环境监测系统布线成本高，抗干扰性差，增加新监测点时必须改变物理线路，工序复杂，维护难度大。
当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。
每年因环境问题造成全球的经济损失达数千亿美元，酸雨造成了大量植物的坏死、污水的排放造成了人员伤亡及海水负营养化、许多岛国因温室效应造成的海平面上涨而面临着消失的危险。
增强环保意识，保护环境势在必行。
一、无线传感网络的环境监测系统技术特点1、多传感器数据融合技术。
每个节点采集到两种数据，是某一段区域的数据。
因为传感器采集到的数据大部分是静态数据，对于环境感知而言，动态数据才是最重要的。
这就要求节点自身能对先前采集到的数据进行过滤筛选，分离出有用的数据再传输给相邻的网关节点。
主机进行决策需要融合传感器节点的数据。
2、数据发送模式。
每个节点都有要具备接收和发射功能，实现数据的传输通信。
因为实际环境复杂，多数情况时比较恶劣的，要保证稳定可靠地无线收发数据，需要对天线、发射功率、灵敏度、收发距离设计。
多种数据发送模式的配合使用。
数据异常时的实时跟踪发送、数据稳定时的定时发送、工作人员发指令进行查询时的数据及时发送，不仅能使处理器得到休眠，降低了功耗，提高了使用寿命，还有效避免了大量无用数据的产生，有效提高了处理器的运行速度。
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Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2016, 6(9), 515-522 Published Online September 2016 in Hans. /journal/csa /10.12677/csa.2016.69064文章引用: 高刃. 基于ZigBee 的环境监测系统的设计与实现[J]. 计算机科学与应用, 2016, 6(9): 515-522.Design and Research of Environmental Monitoring System Based on ZigBeeRen GaoCollege of Information Engineering, Hubei University of Economics, Wuhan HubeiReceived: Sep. 2nd , 2016; accepted: Sep. 17th , 2016; published: Sep. 22nd , 2016Copyright © 2016 by author and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractWith rapid development of the society, people pay more attention to the quality of lives, especially the environmental conditions: the weather phenomenon as the haze and mist and PM2.5. As the hottest wireless communication technology, ZigBee-based environmental monitoring system is designed and discussed in this paper. From the perspectives of technical research and practical application, it elaborates the design of the environmental monitoring on the cost-effective Chip CC2530, which implements a variety of functions including data collection, data transmission through ZigBee, data processing through Web Server and data monitoring through intelligent terminal.KeywordsZigBee, Z-Stack, Environmental Monitoring, Internet of Things, Sensor基于ZigBee 的环境监测系统的设计与实现高 刃湖北经济学院信息工程学院，湖北 武汉收稿日期：2016年9月2日；录用日期：2016年9月17日；发布日期：2016年9月22日摘 要随着社会不断的发展，人们对生活质量要求越来越高，特别对人们生存环境的关注，如当前最关注的雾高刃霾现象和PM2.5。
这些加剧人们对居住环境关注。
本文结合当今最炙手可热的无线通信技术ZigBee，实现了基于ZigBee技术的环境监测系统。
该系统从实际应用的角度出发，使用当前高性价比的CC2530芯片，设计出整套环境监测方案，该方案使用各种传感器采集数据，使用ZigBee节点传输数据，最后通过Web服务器对数据继续处理，并能通过智能终端查看和控制。
关键词ZigBee，Z-Stack，环境监测，物联网，传感器1. 引言当前，环境问题是一个全球都关注的热门话题，和人们的生活息息相关。
无线传感网络是大量静止或者移动的传感器以某种方式构成的无线网络，把其网络监测的区域各种有用的环境信息通过采集、传输和处理，最后对这些信息进行分析应用。
本文基于ZigBee技术[1]，设计出的无线传感网络能够部署在监测区域，通过无线通信的方式构成了一个多跳自组织网络，监测周围的环境信息，并将信息实时传递到终端。
2. 基于ZigBee的无线通信技术2.1. ZigBee无线通信协议ZigBee是符合IEEE 802.15.4规定的短距离无线通信协议，它的通信参考模型如图1所示。
ZigBee 协议的底层是遵循IEEE 802.15.4标准的物理层和MAC组成，ZigBee联盟[2]在此基础上又增加了网络层和应用层。
(1) 应用层：ZigBee协议的应用层可以为在同一网络的不同设备之间提供数据传输服务，发现设备并绑定设备。
(2) 网络层：ZigBee协议中，网络层主要负责网络管理、路由管理、报文以及网络安全管理等任务。
(3) MAC层：MAC层主要负责对物理的信道的访问。
(4) 物理层：物理层主要负责控制无线收发器的激活和关闭，选择信道的频率，发送和接受数据等等[3]。
2.2. ZigBee拓扑结构ZigBee无线网络结构可以分为星形、树形和网状[4]。
其中全能设备(FFD)在三种网络中承担协调器的作用，管理网络中的其它网络节点。
简化设备(RFD)则只是作为普通网络节点，在网络中与RFD或FFD 间进行通信。
(1) 星形拓扑，星形拓扑网络结构的中心节点必须由协调器构成，其它节点则可以说终端设备或路由器，协调器作为整个网络的核心。
(2) 树形拓扑，典型的ZigBee的树形拓扑网络由协调器、路由器和终端设备组成，不需要每个每一个网络节点都和协调器相连，可通过点节点与协调器之间的路由器的路由功能进行通信。
以路由器的方式扩大这个网路的覆盖范围。
(3) 网状拓扑，网状拓扑较为复杂，但同时设计起来，灵活性高，在整个网络中，路由器作为一个很重要的节点，可以根据需要自动创建并维护网络路径，可以和任何节点之间镜像通信，帮助附近的节点传递数据。
2.3. Z-Stack协议栈Z-Stack协议栈的实现方式是采用分层的思想，分为物理层、介质访问控制层、网络层和应用层。
本设计采用TI公司推出的Z-Stack协议栈，如图2是用IAR软件打开的Z-Stack协议栈的目录。
高刃Figure 1. ZigBee reference model for communications图1. ZigBee的通信参考模型Figure 2. Z-Stack protocol stack project图2. Z-Stack协议栈工程(1) App：应用层目录；(2) HAL：硬件层目录；(3) MAC：MAC层目录；(4) MT：监视测试目录；(5) NWK：网络层目录；(6) OSAL：协议栈的操作系统抽象层；(7) Profile：AF层的目录；(8) Security：安全层的目录；(9) Services：地址处理函数目录；(10) Tools：工程工具的配置目录；(11) ZDO：ZDO目录；(12) ZMac：ZMac目录；(13) ZMain：整个协议栈的主函数目录；(14) Output：输出文件的目录。
在Z-Stack 协议栈中使用了操作系统的概念，即框架目录中的OSAL层。
OSAL采用的是时间片轮转的方法去实现多任务的切换，以此实时处理各种任务。
Z-Stack是基于操作系统设计的，以事件机制加时间片轮询的进行工作构建的。
Z-Stack协议栈以ZMain 目录中main函数入手，可以看出整个main函数首先进行了相关硬件的初始化已经APP应用的初始化，在初始化完成后，就进行时间片轮询，等待事件发生，然后调用相应的处理函数，完成相应的操作。
整个Z-Stack协议栈工作流程如图3。
首先是进行各项初始化，包括初始化系统时钟、检查芯片的工作电压、初始化并配置相应定时器等等；完成系统初始化后就开始进入操作系统的循环等待事件发生。
Z-Stack是基于OS进行运作的，每个事件都有相应的初始化函数和处理事件函数，如开发者会用到的GenericApp_Init(taskID)，其中参数taskID是Z-Stack根据其优先级分配的ID号，对应的数值越小，则优先级越高。
3. 环境监测系统的系统设计整个系统分为四大部分，分别是终端部分、Web服务器部分、无线通信部分和传感器部分。
整个系统首先通过传感器部分对传感器进行设置并对数据进行采集；接着在无线通信部分就可以将数据按照一高刃Figure 3. Z-Stack system flow chart图3. Z-Stack系统工作流程图定网络拓扑路径，从终端节点出发，最终传送到协调器节点，协调器在接到数据后，通过串口将数据上传到PC机；在Web服务器这部分，调用Linux系统下读写串口函数，对协调器上传的数据进行读取，并调用文件读写函数处理数据，存放在本地数据库；在终端这部分，可以对数据进行管理、查询并做出相应的环境预报，同时可以方向发生控制信号对传感器部分进行远程控制[5]。
图4是系统的整体方案。
硬件模块采用TI公司提供的CC2530。
CC2530是用于2.4 GHz的IEEE 802.15.4 ZigBee等技术的SoC 解决方案。
在建立大范围的网络节点时，为其解决成本。
在本设计中，是增强型CC2530单片机为核心，组建具备数据采集、数据通信功能的无线传感网络[6]。
3.1. 采集节点采集节点硬件模块主要由CC2530和各类传感器(如温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和气压传感器等等)以及电源模块组成，如图5所示。
采集节点在网络结构中定位为终端节点，长时间工作在野外环境，具有超低功耗的运行模式，一般采用普通的5号电池就可以在野外工作6~24个月。
3.2. 路由器节点和协调器节点协调器和路由器模块的硬件基本相同，均是采用CC2530作为整个电路的核心。
需要区别的是，协高刃Figure 4. System scheme图4. 系统整体方案Figure 5. Collection nodes图5. 采集节点调器会通过串口将接收到的数据发送给PC机，PC机则通过串口读写软件显示收到的数据。
如图6为路由器节点和协调器节点。
4. 环境监测系统的软件设计4.1. 软件模块整个软件部分由底层协议Z-Stack协议栈、Linux系统下Web服务器和手持终端组成，手持终端上运行Android系统[7]。