基于zigbee的无线环境监测
新疆大学毕业论文(设计)题目: 无线环境检测小系统设计实现指导老师: 李新刚学生姓名：许伟义所属院系：信息科学与工程学院专业：电子信息工程班级：电信11-1完成日期：2015 年05 月23 日声明本人郑重声明论文（设计）系本人在李新刚指导下独立完成，本人拥有自主知识产权，没有抄袭、剽窃他人成果，由此造成的知识产权纠纷由本人负责。
签名：摘要Zigbee是为低功率无线通信网络定义的一些列协议的标准，zigbee无线设备的工作在868MHZ，915MHZ，2.4GHZ频带段，最小的数据速率是250K字节每秒。
它可以独立的工作。
zigbee是依靠电池供电，所以它把低速率，低功耗，长久的续航能力当做他的主要目标。
在许多zigbee应用里，无线设备工作的总时间在任何活动里都是被限制的。
这些设备大多数时间都是处于睡眠模式。
结果，zigbee设备可以在不换电池的情况下正常工作几年时间。
Zigbee的主要应用是监测环境，它可以与传感器相连接，例如：温度传感器，温度传感器，光照传感器。
从传感器节点接收数据，并将接收到的数据上传到主控芯片，主控芯片将数据上传至电脑，从而完成监测工作。
关键词：zigbee芯片；温度传感器；湿度传感器；光照传感器ABSTRACTZigBee is a standard that defines a set of communication protocols for low-data-rate short-range wireless networking . ZigBee-based wireless devices operate in 868 MHz,915 MHz, and 2.4 GHz frequency bands. The maximum data rate is 250 K bits per second.it can work by itself.ZigBee is targeted mainly for battery-powered applications where low data rate, low cost,and long battery life are main requirements. In many ZigBee applications, the total time the wireless device is engaged in any type of activity is very limited; the device spends most of its time in a power-saving mode, also known as sleep mode . As a result, ZigBee-enabled devices are capable of being operational for several years before their batteries need to be replaced.one application of Zigbee is monitoring environment.it can connect with sensors.such as temperature sensor,humidity sensor,optical sensor and so on.slave node collect data form those sensor.and send them to host node.host node upload those data into personnel computer.in the end,it accomplish its work about monitoring environment.keywords: zigbee-chip;temperature sensor;humidity sensor;optical sensor目录1绪论 (6)1.1无线环境监测小系统的背景以及意义 (6)1.2 Zigbee技术的发展现状 (7)1.3论文的主要工作 (8)2无线环境监测系统的相关技术 (10)2.1 Zigbee协议栈 (10)2.2 Zigbee无线组网方式 (11)2.3温湿度传感器技术参数简介 (11)3总体方案 (12)3.1系统方案介绍 (12)3.2主控芯片介绍 (14)3.3太阳能模块介绍 (15)3.4 主要程序介绍 (16)4系统调试 (20)4.1元件的焊接与调试 (20)4.2 数据采集模块 (21)4.3数据采集模块 (21)5 结论 (23)1绪论1.1 无线环境检测小系统的背景以及意义无线局域网（Wireless Local Area Network）出现于1990年，一开始用于代替有线网络，但由于初期基础设施不全面，价格昂贵，所以发展及其缓慢。
近年来，由于无线通信技术的发展，出现了无线网络，无线internet，尤其是11Mb/s，54Mb/s无线局域网的推出，是无线局域网出现了新得到生机。
而本次我们就是以无线局域网为基础，进行环境监测。
无线环境监测网络是有大量节点组成的面向任务的分布式网络，他综合了嵌入式计算机，传感器，现代网络以及无线通信，分布式处理等多项技术，有传感器节点进行数据的采集，并将采集到的数据保存到zigbee子节点上，由子节点对数据进行处理，发送到主节点，主节点将收集到的数据上传到PC机，完成数据的保存，方便以后处理数据。
环境监测是一类典型的传感器网络应用，再到实际应用的时候，还包含了一些关键技术，例如节点部署，远程控制，数据采样，通信机制等等一系列技术，由于该技术具有广泛的应用相关性，所以我们在实际使用的时候，要结合实际情况进行适当的修改，并且注意关注该技术的最新科研成果，与时俱进，学习先进的算法，路由思路等等。
从而才能设计出最优化的无线环境监测系统，满足人们日常生活的需求。
本次试验是在实现无线环境监测，就是在要检测的地点布置好大量廉价的zigbee节点，组成自组织网络从而实现监测区域的数据采集，数据融合，数据传输。
与传统的环境监测相比，无线环境监测具有以下7点优点：（1）他可以完成无人环境，危险环境的数据采集，从而避免了不必要的事故。
（2），他可以减少人为因数对环境的干扰，从而提高了采集数据的准确度（3）由于zigbee可以采用自组织的方式组网，从而降低了由于个别元器件损坏，从而造成数据损失。
（4）抗干扰能力强。
（5）具有数据存储和传输能力，能将大量数据传到PC机，并且进行保存，从而有利于数据分析。
（6）采用太阳能电池板供电提高了节点的续航能力，保证了节点可以长时间正常工作。
（7）采用自行设计的电源保护电路，有效的防止了芯片被烧。
增大了系统的稳定性。
所以系统板可以满足人们对环境监测的需求。
近些年来，无线网络（Wireless Local Area Network）技术发展日趋完善，许多研究所已经开始加大对无线网络的投入，由此也诞生了许多的具有影响力的科研项目，比如SensIT，Senors Webs，Smart Dust等等。
他们推动了无线网络技术的发展。
本次试验结合大众需求，已无线网络为基础，联合传感器，从而实现环境监测，是本实验具有了实用意义。
也满足了大众对于环境监测的需求。
1.2 Zigbee技术的发展现状Zigbee是一种具有统一标准的短距离无线通信技术，其PHY层与MAC层的协议为IEEE802.15.4协议标准，网络层有Zigbee联盟制定，应用层可以根据开发者的要求，进行自行设计，对它进行开发利用。
所以这项技术可以为用户提供机动，灵活的组网方式，方便用户使用。
根据IEEE802.15.4协议标准，Zigbee的通信频率分为3个频率段，三个频段的频率相距较大，并且再到各个频段上的信道条数也不相同，因而他们所对应的调制方式和传输速率也不相同。
他们分别为868Mhz，915Mhz，2.4Ghz。
其中在2.4Ghz上对应16个信道，该频段为全球免费的无线通道，任何人都可以使用。
在组网方面，Zigbee设备上可以构造星型网络和点状网络，每一个Zigbee 节点在网络中都有一个16位的短地址或者64位的长地址，所以在一个Zigbee 网络内最多可以接入的设备为2的16次方或2的64次方个。
在无线通信技术上，采用避免冲突多载波信道(CSMA CA)接入，可以防止无线电波的干扰，除此之外，也保证了传输数据的安全性，从而建立了完整的应答协议。
Zigbee设备也具有一下6点优点：(1)自动组网，网络容量大。
Zigbee网络可容纳多达65000个节点，网络中的任意节点之间都可进行数据通讯。
网络有星状、片状和网状网络结构。
在有模块加入和撤出时，网络具有自动修复功能。
(2)网络时延短。
Zigbee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。
相比较,蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s。
(3)模块功耗低,通讯速率低。
模块有较小的发送接收电流,支持多种睡眠模式,一个10AH的电池,在Zigbee水表中可使用8年.Zigbee通讯速度最高可达250Kbps,适合用于设备间的数据通讯，不太适合用于声音、图像的传送。
(4)传输距离可扩展。
举例DIGI的XBEE增强型模块，相邻模块通讯距离可达1.6Km,有效距离范围内的模块自动组网,网络中的各节点可自由通讯,这样传输距离得到了扩展.(5)成本低。
Zigbee模块工作于2.4G全球免费频段,故只需要先期的模块费用,无需支付持续使用费用.若采用丰宝代理的DIGI公司的Zigbee模块,则可无需再次开发,通过TTL的RX,TX便可进行数据发送接收,大量减少了产品开发周期,获得了更好的市场先机。
(6)可靠性好,安全性高。
Zigbee具有可靠的发送接收握手机制,可靠地保证了数据的发送接收,另Zigbee采用AES128位密钥,保证数据发送的安全性。
目前Zigbee设备已经投入使用，人们已经可以预测到Zigbee在未来会有更加广泛地应用，例如在无线环境监测方面，Zigbee就具有其他传统设备无可比拟的优势。
1.3 论文的主要工作本论文以无线局域网为基础，运用Zigbee无线通信模块，传感器模块构成无线环境监测系统，再到上述的原理支撑下我们选择了Zigbee2530芯片作为本次试验的主控芯片，并且选择了可以充电的锂电池作为电源。
最后外加上太阳能模块为芯片供电，使之可以长时间正常工作。
在到监测区域内放置3个上述的从节点，去采集各自节点的温湿度，光照情况，并且将采集到数据，上传至主控芯片，由主控芯片进行处理，上传至PC机，并且在到串口助手上边显示出来，最后保存在PC机上，以供用户查看。
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
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。
基于Zigbee的智能水质无线在线监测系统设计
智者论道智库时代·230·一、研究背景随着时代的发展，传统的水质监测装置存在着许多的弊端，其中最主要的缺点在于传统的水质监测装置、成本高、不稳定、布线比较繁琐，数据采集不及时等问题。
有些时候还会出现误报监测情况等，甚至还影响水质的实时监测采集。
基于Zigbee 无线传感器网络的水质监测系统具有一系列优点。
例如：具有较宽的监测面积，系统能够自动构成网络，开发成本不高，能高效工作以及对水域的环境影响小容易大范围对水域进行监测。
该文运用Zigbee 开发的水质监测无线传感系统，设计软件方案对水质实现监测。
二、水质检测技术水质检测技术是水源地，水产养殖，环境保护等的重要工作。
在一些重要的水源地，和环境保护的地方都安装了水质监测的装置，例如对水质的PH 值，温度，电导率等进行实时监测，可以随时知道水质的一些情况，起到保护水源，污水排放的重要工作。
本系统主要是分布在监测区域的传感器节点和汇聚节点组成的ZigBee 自组织网络以及实现数据的通信、监测、存储和显示的上位机移动设备组成中的温度、pH 值、浑浊度三个水质指标，并且考虑到水质会有垂直的变化，传感器节点以垂直的方式排列，采用立体的监测方式，使传感器接触到的深度都有水质监测信息，这样就可以建立更加全面的水质数据库。
三、以ZigBee 通信技术为基础的无线传感器网络（一）传感器节点传感器节点主要负责实时数据采集与处理，将数据信息远距离传输任务，节点一般由数据采集模块，微处理模块，无线通信模块和电源模块四部分组成。
数据采集模块负责采集范围内的水质参数信息，并且将采集到的数据发送给处理器模块进行处理。
（二）Zigbee 网络拓扑结构Zigbee 是一种短距离双向无线通信技术，在满足标准需求的基础上，考虑建设成本，传输距离和网络组网方式的要求。
能够构建一个可覆盖至少几个到几万个网络节点的无线传输网络，占用空间小，建设成本低，数据交换可靠，兼容性好的等优点拓扑结构如图所示。
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。
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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技术的环境监测系统设计
基于ZigBee技术的环境监测系统设计作者：王志雷秦玉龙张沈兵邢晓丽来源：《物联网技术》2013年第12期摘要：以CC2530和zstack协议栈为平台，给出了基于ZigBee技术的温度、光照度无线传感器网络的设计方法，同时对协议栈的运行机制、组网过程及应用层的数据采集进行了分析与设计。
实验结果表明，该设计方法可行，各节点工作良好，能成功实现多跳网络的数据采集。
关键词： ZigBee协议栈；CC2530；无线传感器网络；环境监测中图分类号： TP311 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）12-0021-040 引言各行各业尤其是工农业生产、环境监测等领域，都对无线数字监测系统提出了极大的需求和更高的要求。
无线传感网的迅速发展并逐渐走向成熟，使得这一需求得到了较好的满足。
基于ZigBee技术的无线传感网具有自组织、低功耗、以数据为中心、抗毁性强和无需架设网络设施等优势，可以在外界环境十分恶劣的条件下，完成其他监测手段无法完成的任务，代表了数字监测的一个新的发展方向。
本文以TI公司的CC2530和zstack协议栈为平台，给出了基于ZigBee技术的温度及光照度无线传感器网络的设计方法。
1 系统总体设计本文设计的基于ZigBee技术的无线传感器网络由一个协调器节点、若干路由节点和众多传感节点组成，图1所示是其系统总体结构。
其中，传感节点负责对环境温度等数据的监测，然后通过路由节点以多跳方式将数据发送给协调器节点，协调器节点负责将数据上报给监测中心PC机。
2 节点硬件设计根据节点在系统中的应用不同，可分为传感节点、路由节点和协调器节点。
各节点的功能不尽相同，可分为数据采集、数据处理、无线通信、能量供应和串口通信等功能。
各功能模块采用模块化的方法设计，这样可以实现各模块的并行设计、调试，缩短开发周期，同时也便于后期更换和扩展传感器，从而方便后期维护或移植到其他监测领域。
2.1 ZigBee模块本设计中的各节点选用CC2530芯片作为ZigBee模块，实现数据处理及ZigBee无线通信功能。
基于ZigBee的温室无线监测系统设计
３ ／４ １８Ｋ 闪 存 、８ Ｂ Ｓ Ａ 等 高 性 能 模 块 ， ２６／２ Ｂ Ｋ Ｒ Ｍ
３ 一 ０
基于 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ的温室无线监测 系统设计 Ｂ
王
辉 ，等
并 内 置 了 Ｚｇ ｅ 协 议 栈 ，集 成 有 支 持 ２ ４ Ｈｚ ｉＢ ｅ ．Ｇ
Ｉ Ｅ ０ ． ５ ４ Ｚｇ ｅ 协议 的 Ｒ Ｅ Ｅ ８ ２ １ ． ／ ｉＢ ｅ Ｆ收 发 器 。该 芯 片
插脚 的红 外气体 传感 器 ，其 中 ２个 管脚为 Ｕ Ｒ Ａ Ｔ管 脚 ，可 与仪表 电路直 接 通 讯 ，具 有 很 好 的选 择性 ，
无 氧气 依 赖性 ，性 能稳定 、寿命 长 ，并具 有 Ｅ Ｐ— Ｅ
图 ２ Ｃ２ ３ Ｃ， ０基 本 收 发 电路 ４
Ｒ Ｍ 存储 器 。在 提 供 高 精 度 的 同时 ，具 有 更 小 的 Ｏ
２ ２ 网络 协调 器节 点硬 件设计 ．
协调 器节 点 的 传 感 器 单 元 采 用 与 传 感 器 节 点 相 同的 设 计 ，在 传 感 器 节 点 的 硬 件 基 础 上 采 用
ＭＡ ４ ５芯片 构建 Ｒ ４ ５接 口 ，ＭＡ ４ ５的 电源 Ｘ８ Ｓ一 ８ Ｘ８ 由 ４ ５总线 上获 得 。电路 如 图 ６所示 。 ８
三
Ｐ１ ５
一
Ｒ０
ＶＣＣ．
Ｖ
Ｐ１ ３
一
Ｉ
Ｂ
图 ３ Ｓ Ｔ ０与 Ｃ ２ ３ Ｈ１ Ｃ４ ０接 口 电 路
Ｐ１ ４
一
ｂ Ｅ Ｄ
ＤＩ
Ａ
ＧＮＤ
２ １ ２ 光照 强度 传感 器及 接 口电路 ．．
光照强度传感 器采用 Ｔ Ｌ ５ １ Ｓ ２ ６ ，该芯 片是 一