基于Zigbee的多参数无线环境监测节点的设计
基于Zigbee的多信道无线传感器网络的研究与实现
基于Zigbee的多信道无线传感器网络的研究与实现随着科技的不断发展，无线传感器网络在各个领域中得到了广泛的应用。
而其中基于Zigbee协议的多信道无线传感器网络则成为了目前研究的热点之一。
本文将探讨。
首先，我们需要了解什么是Zigbee协议。
Zigbee是一种低功耗、低速率的无线通信协议，主要用于短距离的无线通信。
它具有通信距离远、网络节点多、功耗低等特点，非常适合用于构建无线传感器网络。
在传统的Zigbee网络中，通信频率是固定的，即所有节点都在同一个信道上进行通信。
然而，当网络规模较大、节点数量众多时，会出现频道拥塞的情况，从而导致网络性能下降。
为了解决这个问题，研究者们提出了基于Zigbee的多信道无线传感器网络。
基于Zigbee的多信道无线传感器网络通过将网络节点分配到不同的信道上进行通信，从而提高了网络的容量和性能。
具体来说，首先需要对网络节点进行信道分配，使得相邻节点之间的信道不会重叠。
然后，每个节点在通信前会选择一个可用的信道进行通信。
这样一来，不同信道上的节点可以并行进行通信，从而提高了网络的吞吐量和响应速度。
在实现基于Zigbee的多信道无线传感器网络时，我们需要考虑以下几个方面。
首先，需要设计一种高效的信道分配算法，使得网络节点之间的信道分配合理，尽量减少信道冲突。
其次，需要设计一种可靠的信道选择机制，使得节点能够选择到可用的信道进行通信。
另外，还需要考虑节点能量的管理，使得网络能够在低功耗的情况下正常运行。
综上所述，基于Zigbee的多信道无线传感器网络是一种有广泛应用前景的无线通信技术。
通过合理的信道分配和信道选择机制，可以提高网络的容量和性能。
未来，我们可以进一步研究该技术在各个领域的应用，如智能家居、环境监测等，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
基于ZigBee技术的无线环境监测系统研究
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王 宝英 付 渊 夏 禹 （ １ 重 庆 电子 工程职 业 学 院 ， 重庆 ４ ０ １ ３ ３ １ ； ２ 重庆 水 泵厂有 限责任 公 司 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ３ ）
摘 要 出 了一 种 基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ协 议 的 用 于环 境 监 测 的 无 线 传 感 器 网 络 方 案 。 使 用
点 ，这 些 传 感 器 节 点 通 过 无 线 通 信 方 式 形 成 的 一个 自组 织 的 网 络 系 统 。节 点 之 间 相 互 协 作 ， 检测 、 数 据 采 集 转 换 和 处 理 网 络 覆 盖 区 域 内 的监 测 对 象 的信 息 ， 并发送给观察者。 系 统 的无 线 传 感 器 网络 采 用 的 是 网状 拓 扑 结 构 ， 这 种 拓 扑 结
基于ZigBee的环境监测系统的设计
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（ ｐ ．ｏ ｏ ｕ ｅ ｎ ｎｏ ｍａｉｎ Ｓ ｉｎ ｅ ｏ ｔｗｅ ｔ ｒｓｒ ｌ ｇ ，Ｋｕ ｍｉｇ ６ ０ ２ Ｃｈｎ ） Ｄｅ ｔ ｆＣ ｍｐ ｔｒａ ｄ Ｉｆ ｒ ｔ ｃ ｃ ，Ｓ ｕ ｈ ｓ ｅ ｔｙＣｏｌ ｅ ｏ ｅ Ｆｏ ｅ ｎ ｎ ５ ２ ４， ｉａ
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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
Ｉ Ｊ 他！
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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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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：无线传感器网络是目前环境监测领域研究的热点技术。
结合ZigBee和无线传感网络设计了集多种功能于一体的完整环境监测系统。
在本系统中，节点选用CC2530芯片作为zigbee通信模块，网关采用GPRS作为系统与3G网络的通信模式。
系统实现了采集温度、湿度、光线亮度等环境信息，并进行了相应处理，设计了网关数据处理软件算法。
系统具体的工作方式为：传感器节点对室内的环境信息进行采集并将数据以ZigBee无线自组网方式发送到无线传感网络的控制中心网关，网关负责将传感器数据处理后上传到云服务器；用户能够通过手机APP和网页查看，对于重要的警告信息网关会发短信到用户的手机，而服务器端会发邮件或微博提醒用户。
经过测试和使用，本系统运行可靠，能准确获取环境数据，网关和服务器端数据能够实时更新，环境参数能实现自动调节与校准。
关键词：环境监测；无线传感网络；ZigBee；GPRS1 相关工作本文研究目的是利用ZigBee 技术结合 WSN 设计安全高效的、个性化的环境监测系统。
许多本领域学者已经利用WSN设计了一些环境监测系统，代表性的成果有：雷旭等利用无线传感器网络设计了隧道环境信息监测系统。
系统以STM32 微控制器为核心设计了低功耗网络节点与网络汇聚节点设计了B/S 模式访问的监控中心软件；梅海彬等提出了一种基于Arduino开放平台与XBee Pro增强通信距离的无线传感器网络，对近海环境进行了实时监测；另外，针对农田土壤参数（诸如温湿度等）的精确采集系统设计上，很多学者研究了土壤WSN 精确化应用系统与实现的关键技术。
诸如此类，这些都是典型的WSN环境监测系统与关键技术研究的文献成果。
概括这些目前WSN环境监测领域文献共性特点，大多是针对农业、海洋等某一领域设计的应用系统，缺乏共性通用的系统平台设计思想；另外由于缺乏目前云计算、Android等最先进的新技术植入，缺乏先进与人性化设计理念。
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种短距 离 、 低 功 耗 的双 向无 线 通信 技 术 ＂ 。Ｚ ｉ ｇ －
ｂ ｅ ｅ 技 术 的特 点 是 低 复 杂 度 ， 自组 织 ， 低成本 ， 低 功
多个 传感 器 同时进 行 准确 、 高效 的数 据采 集 、 整理 以
０ 引 言
伴随世界经济与工业的快速发展 ， 世界环境问题 日益 突出 ， 环境监测 逐步受 到越来越 多 的重 视 Ｊ 。当
前， 环境 监｝ 贝 ０ 发展 过程 中的一 个亟待解 决 的 问题 是开 发功 能强大并 且价格低廉 的无线远 程监 测 系统 ， 而环
线 环境 监测 节点 通过 硬件 自身 系统在 不添加 任何 额 外 硬件 的情 况下 通 过 数 据 包发 送 Ｒ Ｓ Ｓ Ｉ 值 可 以进 行
耗， 低数 据 速率 和近 距 离 。 由一 个 协 调器 组 织 的大 容量 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ网络 最多 可 以容纳 ６ ５ ５ ３ ５个 网络 节 点 ，
及传输 。故本文针对环境监测过程中的多传感器和 多参 数情 况运 用 了 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ技 术方 案 进 行 了解 决 ， 通
第４ １ 卷 第 ４期
２ ０ １ ４年 ８月 ２ ５日
数
字
通
信
Ｖｏ ｌ ４ １ ．Ｎ ０ ． ４
Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｃｏ ｍｍ ｕ ｎｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ａ ｕ ｇ ．２ ５Βιβλιοθήκη ２ ０ １ ４ ３ ９
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ － ３ ８ ２ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ４ ． ０ １ ０
测 距定 位 。
监测系统总体结构如图 １ 所示。
境监测 过程 中的 首要 任务 就是 准 确 获取 监测 节 点环
境参数 ， 以便进行后期的分析、 整理和改进等工作。
物联网 （ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｎ ｇ ｓ ， ｌ ｏ Ｔ） 技 术 的 出现
测、 环境治理、 环境规划等工作提供理论依据 Ｊ 。 近年来 ， 随着传 感器 技术 和集 成 电路 、 嵌入 式技
术 的发 展 ， 生产 功 耗 低 、 体 积小 、 具 有 感 知及 信息 处 理 能力 的传 感 器 已 经 可 以实 现 ＿ ３ Ｊ 。然 而 在 实 际 运
用 中我 们需 要 的不 止 一 个 环境 参 数 ， 而 是需 要 多个
收信号 强度 ） 值 等 多参数 ， 然后 通过 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ网络经 由协调 器传输到上位机进行 实时监 测， 并且能够进行节点的 测距 及 长期 的数据分析 ， 在无线环境监测领域 具有极高的 实用价值。 关键词 ： Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ ； 环境监测 ； 节点 ； 多参数
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ １ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ５ — ３ ８ ２ ４ （ ２ ０ １ ４） ０ ４ － ０ ０ ３ ９ － ０ ３
过Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０连 接 各 个 传 感 器 组 建 节 点 实 时 采 集 温 度、 湿度 、 烟雾 和 Ｒ Ｓ Ｓ Ｉ 值 等 数据 。
一
从而扩展了单个节点间 ７ ５ ｍ的标准通信距离 ， 达成 了Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ网络 的远距 离通 信 ， 满足 了大多 数 通 信 网 络 的需求 。工作 在 ２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ 频段 的 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ拥 有 １ ６ 个 自主定义的独立信道 ， 通过切换信道 ， 有效地提高 了通信过程 中的抗干扰性。与此 同时， Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 使用 了标准 的 载波监 听 多路访 问／ 冲突 防止 （ Ｃ Ｓ ＭＡ ／ Ｃ Ａ） 方式 ， 有效地避免 了信道竞争和冲突 ， 以保证数据传 输 的可 靠性 。
１ Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ与 Ｃ Ｃ２ ５ ３ ０
１ ． １ Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ简介
Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ是 基 于 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４工 作 组 制定 的低
功耗 个域 网标 准 协 议 ， Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ技 术 正 是 由此 而来 的
一
传 感器 同时 工 作 Ｊ ， 采 集 多 个 环 境 参 数 的 数 据 ｊ 。
个功能完善 的无线环境监测节点除了传统意
义上的环境参数采集之外 ， 应该 能够提供一个测距 定位 功能 。本 文 所 提 出 的 基 于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ的多 参 数 无
基于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ的 多参 数 无 线 环 境 监 测 节 点 的设 计
陈 国平 ， 杨 宁渝 ， 朱文超 ， 黄志辉
（ １ ． 重庆邮 电大学 光电工程学 院 ， 重庆４ ０ ０ ０ ６ ５ ； ２ ． 重庆邮 电大学 通信 与信息工程学 院， 重庆 ４ ０ ０ ０ ６ ５ ）
摘
要： 基于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 技 术的无线环境监测 系统 正因为其 自组 织、 能耗低 、 可靠性 高、 设备 复杂度低 等特 点在 实时监
测技术 中显得越 来越 重要 ， 它能有效 改善 传统的环境监测模式的不足 。对基 于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ技术的无 线环境监测节 点进
行研究 ， 设 计 了 系统 结 构 和 硬 件 电路 ， 并 给 出 了部 分 软 件 代 码 。 由终 端 节 点 采 集 并 处理 温度 、 湿度 、 烟 雾和 Ｒ Ｓ Ｓ Ｉ （ 接
很好 地促 进 了环 境 监 测 的发 展 。简 而 言 之 ， 物 联 网
就 是物 物相 连 的互联 网。物联 网的核 心在 于感 知地
球， 通过 物联 网平 台可 以大 范 围 无 线远 程 监 控 环 境 参数 ， 通 过 数据 融合 ， 可 以为 国家 和企 业进 行环 境监
图 １ 总体结构图