室内系统设计论文15篇(室内环境质量无线监测系统设计)

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室内环境质量监测系统设计与实现

室内环境质量监测系统设计与实现

室内环境质量监测系统设计与实现一、引言随着现代社会在工业化、城市化的进程,人们对室内环境质量的关注不断提高。

室内空气质量的好坏直接影响到居民的健康,而建筑物、家具、装饰材料等材质会释放有害气体,以及人类活动所产生的污染物,都会对室内环境造成影响。

因此,设计一套室内环境质量监测系统来监控室内环境质量的状况,对于人们的生活和工作十分重要。

二、面临的挑战监测室内环境质量并不是一项简单的任务。

室内环境质量受多个因素的影响,如湿度、温度、二氧化碳、甲醛等多种化学物质等,且这些因素不是单独作用的,还会相互影响,使得室内环境变得更加复杂。

同时,不同的场景下,对环境质量的要求不同,比如在医院、学校、宾馆等场所,对室内空气质量的要求不尽相同。

三、系统设计与实现为了满足多种场景下对室内环境质量的监测,我设计了一套可扩展的、具有多种监测方法的室内环境质量监测系统,下面是系统的主要设计和实现。

1. 系统架构系统分为硬件部分和软件部分,硬件主要由传感器、控制器、通信设备、储存设备等组成。

软件主要由数据采集、数据处理、数据存储、数据展示四部分组成。

系统结构如下图所示:2. 传感器选择系统需要用于监测的传感器种类繁多,如温度、湿度、气压、PM2.5等,我们根据不同场景的需求进行选择。

3. 控制器与通信设备我们选择了一款单片机作为控制器,这款单片机有良好的扩展性和兼容性。

通信部分采用了Wi-Fi模块,保证数据的传输速度和实时性。

4. 数据采集与处理传感器采集到的数据经过模拟数字转换后上传到云平台,云平台将采集到的数据进行分析处理,得出室内环境质量的评估结果,并进行预警和告警处理。

5. 数据存储与展示我们选用了一款大容量的储存设备来存储采集到的数据,并将数据通过图表、曲线等方式展示,用户可以以可视化的形式对数据进行分析。

四、结论与展望通过这套可扩展的室内环境质量监测系统,我们可以有效的监测室内环境的情况,并作出相应的调整,为人们提供更加舒适健康的室内环境。

室内环境质量监测与控制系统的设计与实现

室内环境质量监测与控制系统的设计与实现

室内环境质量监测与控制系统的设计与实现室内环境质量对人们的健康和舒适度具有重要影响。

随着城市化进程的加快和人们对居住空间舒适度的要求提高,室内环境质量监测与控制系统的设计与实现变得越来越重要。

本文将介绍室内环境质量监测与控制系统的设计原理和实现方法。

首先,室内环境质量监测与控制系统的设计需要考虑的几个关键要素是温度、湿度、空气质量和光照。

温度和湿度对人体的舒适度和健康非常重要,包括在冬天保持适宜的室内温暖度,夏天保持适宜的室内凉爽度等。

空气质量包括室内空气中有害气体和颗粒物的浓度,如二氧化碳、甲醛、VOC等,以及通风换气的效果。

光照对人的视觉和心理健康也有重要影响。

其次,为了实现室内环境质量监测与控制系统的设计,需要采集和传输环境参数数据。

传感器是收集环境参数数据的核心设备,包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、VOC传感器等。

这些传感器将环境参数实时采集并通过通信模块传输至主控制器。

主控制器是整个系统的核心,负责数据的处理分析和决策判断。

通信模块可以选择有线或无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙或LoRa等。

在实施阶段,室内环境质量监测与控制系统需要根据采集到的数据进行控制操作。

对于温度和湿度,系统可以通过控制空调系统进行调节。

通常情况下,室内温度应该保持在舒适的范围内,一般为20-25摄氏度,相对湿度应该在40%~60%之间。

对于空气质量,系统可以通过控制风机进行通风换气,以降低有害气体和颗粒物的浓度。

而对于光照,则可以通过控制窗帘或灯光来实现。

此外,室内环境质量监测与控制系统应该具备远程监测和控制功能。

通过互联网的普及,用户可以通过手机或电脑远程实时监测和控制室内环境。

这样的设计可以更好地满足用户对室内环境质量的需求,提高居民的生活质量。

总之,室内环境质量监测与控制系统的设计与实现是一个综合性的工程,需要包括传感器、主控制器、通信模块和执行器在内的多个组成部分的协同工作。

通过合理的设计和实施,室内环境质量监测与控制系统可以帮助我们创造更加舒适健康的居住环境。

室内环境检测器的设计 论文(1) )

室内环境检测器的设计 论文(1) )

室内环境检测器的设计摘要对于室内环境而言,主要指人类在室内活动所需要的场所,并且伴随人类的活动不断延伸和拓宽,而且渐渐变成了互相融入结合为整体的环境。

并且,在当今的社会中,人类和环境之间的关系受到广泛的关注。

室内环境检测也逐步走进我们的今天。

而以往的传统的室内环境检测系统多数为有线方式,这种方式需要大量布线,影响室内美观,造成了资源浪费,如果线路老化发生了问题,修理也造成了不便。

本文设计了一种室内环境检测系统,克服了传统方式的局限性,具有不破坏居室原有结构,连接线路数量少、布线简单,可以灵活安装,同时采用低功耗设计,节能等优点。

关键词:室内环境室内环境检测器室内环境检测系统Design of indoor environment detectorABSTRACTThe indoor environment is the place which provides for the people's indoor activity, it expands with the people's life, and gradually develops into the mutually permeable and indivisible environmental whole, in the human society today, People pay more and more attention to the relationship between human and environment. Indoor environment inspection also step by step into our today. The traditional indoor environment detection system is mostly wired, which needs a large number of wiring,which affects the beauty of the room, resulting in a waste of resources. If the line aging problems, repair caused inconvenience.In this paper, an indoor environment detection system is designed, which overcomes the limitation of the traditional method and has the advantages of not destroying the original structure of the room, less connecting lines, simple wiring, flexible installation, low power design, energy saving, and so on.Key words: indoor environment detector indoor environment detection system目录目录1第一章绪论21.1 问题的提出及研究目的和意义1.2 室内环境检测的国内外发展状况1.3 本课题的主要设计内容1.4 内容安排简介第二章系统硬件说明32.1 主控芯片2.1.1 主控芯片发展历程2.1.2 主控芯片平台特点2.1.3 主控芯片功能2.1.4 主控芯片引脚图2.2 传感器芯片2.2.1MQ-135有害气体传感器2.2.2MQ-9可燃气体传感器2.2.3火焰传感器2.2.4DHT11温湿度传感器2.2.5光敏电阻2.2.6蜂鸣器2.3 显示芯片LCD1602第三章软件程序设计43.1 编写语言的选择3.2 编译软件介绍3.3 灭火报警模块3.4 液晶显示模块3.5 传感器模块3.5.1MQ-135有害气体传感器3.5.2MQ-9可燃气体传感器3.5.3DHT11温湿度传感器3.5.4光敏电阻第四章实验过程及结果54.1 硬件遇到的问题及解决4.2 软件遇到的问题及解决4.3 实验程序及结果第五章总结与展望65.1 全文总结5.2 未来展望参考文献7致谢8第一章绪论1.1问题的提出及研究目的和意义在常温下,甲醛为气态的表现形式。

基于无线传感网络的室内空气质量监测系统设计

基于无线传感网络的室内空气质量监测系统设计

基于无线传感网络的室内空气质量监测系统设计一、前言随着人们的生活水平不断提高,室内空气质量越来越受到人们的关注。

室内空气质量监测系统可以通过对室内空气的监测和分析,及时发现室内空气质量的问题,进一步保障人们的健康和生命安全。

本文就基于无线传感网络技术,设计一种室内空气质量监测系统,并对其进行详细的设计和说明。

二、系统架构系统由传感器、数据采集终端、通讯模块、数据处理终端四部分组成。

其中,传感器用于采集室内空气质量数据,数据采集终端用于汇集各传感器数据,并通过通讯模块将数据传输到数据处理终端,数据处理终端再对数据进行分析处理和存储展示等工作。

三、系统设计1、传感器选择室内空气质量监测需要同时测量多种参数,如温度、湿度、二氧化碳浓度、有害气体浓度等。

因此,我们可以选择多个传感器,将其综合作为一个完整的室内空气质量传感器节点。

2、数据采集终端数据采集终端可以使用单片机或者嵌入式处理器设计,主要功能是接收多个传感器节点的数据,并将这些数据进行汇总、处理和分析,再通过通讯模块上传到数据处理终端。

其具体实现方法可如下:(1)将传感器数据进行模数转换,使其能够被单片机或处理器识别。

(2)采用通用串行总线(I2C)或SPI总线等方式,将多个传感器节点通过数据线连接到一个嵌入式处理器上,成为传感器节点的三合一传感器数据采集终端。

(3)设定一个适当的采样频率,以保证所采集到的数据足够精确。

(4)再把采集到的数据通过网络通讯模块,进行有序地打包,传输给数据处理终端。

3、通讯模块通讯模块的主要作用是实现传感器数据的远程传输。

我们可以用模块如Wi-Fi模块、Mesh模块、LoRa模块等来实现。

(1)Wi-Fi模块传感器节点可采用Wi-Fi模块,通过TCP/UDP协议将采集到的数据直接传输到服务器。

由于Wi-Fi模块具有易于设置和操作的优点,因此被广泛应用于无线通讯并具有稳定性,是目前较为常用的通讯模块之一。

但是其缺点是在远离Wi-Fi接入点的情况下,传感器节点的数据传输效果会变得很不稳定。

《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文

《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活品质的提高,室内环境监测变得越来越重要。

为了实现室内环境的实时监测与控制,本文提出了一种基于单片机的室内环境监测系统设计。

该系统集成了传感器技术、单片机控制技术和无线通信技术,旨在为家庭和办公场所提供更为智能化的环境监测服务。

二、系统概述本系统主要由传感器模块、单片机模块、无线通信模块和上位机软件组成。

传感器模块负责监测室内环境的温度、湿度、光照强度等参数;单片机模块负责数据的采集、处理和传输;无线通信模块用于将数据传输至上位机软件;上位机软件则负责数据的显示、存储和分析。

三、硬件设计1. 传感器模块:本系统采用多种传感器,如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,以实现对室内环境的全面监测。

这些传感器将环境参数转换为电信号,供单片机模块进行数据处理。

2. 单片机模块:单片机模块是本系统的核心,负责数据的采集、处理和传输。

本系统采用高性能的单片机,具有高速运算、低功耗、高可靠性等特点。

单片机通过与传感器模块的通信接口连接,实现对环境参数的实时采集。

3. 无线通信模块:无线通信模块用于将单片机模块采集的数据传输至上位机软件。

本系统采用无线通信技术,具有传输距离远、抗干扰能力强、功耗低等优点。

4. 上位机软件:上位机软件负责数据的显示、存储和分析。

本系统采用友好的界面设计,使用户可以方便地查看和操作数据。

同时,上位机软件还具有数据存储功能,可以将历史数据保存到数据库中,以供后续分析使用。

四、软件设计本系统的软件设计主要包括单片机程序和上位机软件两部分。

1. 单片机程序:单片机程序负责数据的采集、处理和传输。

程序采用循环扫描的方式,不断读取传感器模块的数据,并进行处理和存储。

同时,程序还具有与上位机软件通信的功能,将处理后的数据通过无线通信模块发送至上位机软件。

2. 上位机软件:上位机软件采用图形化界面设计,使用户可以方便地查看和操作数据。

基于无线传感器网络的室内环境监测系统设计

基于无线传感器网络的室内环境监测系统设计

基于无线传感器网络的室内环境监测系统设计室内环境监测系统设计原理及应用无线传感器网络(WSN)是一种由无线传感器节点组成的低功耗、低成本、自组织的网络系统。

它通过无线通信技术,实现了对室内环境参数的采集和监测,为人们提供了更加智能、便捷的室内环境管理方式。

本文将介绍基于无线传感器网络的室内环境监测系统的设计原理及应用。

一、系统设计原理基于无线传感器网络的室内环境监测系统主要由传感器节点、数据传输模块和数据处理显示模块组成。

传感器节点负责采集室内环境参数,将采集到的数据通过数据传输模块传输到数据处理显示模块,并进行数据处理和显示。

1. 传感器节点传感器节点是整个系统的基础,它负责采集室内环境参数,如温度、湿度、光照等,并将采集到的数据传输给数据处理显示模块。

传感器节点通常由传感器、微处理器、无线通信模块和电源组成。

传感器负责感知环境参数,微处理器负责数据采集和处理,无线通信模块负责将数据传输出去,电源负责为节点供电。

2. 数据传输模块数据传输模块负责传输传感器节点采集的数据。

通常使用无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等,实现传感器节点与数据处理显示模块之间的数据传输。

传输过程中需要考虑数据的安全性和稳定性,以保证数据传输的准确性和可靠性。

3. 数据处理显示模块数据处理显示模块接收传感器节点传输过来的数据,并进行数据处理和显示。

数据处理包括数据解析、数据分析和数据存储等步骤,将采集到的数据转化为可读性较强的形式。

数据显示则可以通过应用程序、网页端或移动端等形式来展示室内环境的实时数据和历史数据。

二、应用场景基于无线传感器网络的室内环境监测系统具有广泛的应用场景,以下为几个常见的应用场景。

1. 家居环境监测基于无线传感器网络的室内环境监测系统可以应用于家居环境监测中。

通过安装传感器节点于各个房间,可以实时监测室内的温度、湿度、光照强度等参数。

通过数据处理显示模块,可以实现手机远程监测和控制,为用户提供舒适、安全的居住环境。

《基于物联网的家庭环境监测系统》范文

《基于物联网的家庭环境监测系统》范文

《基于物联网的家庭环境监测系统》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展,家庭环境监测系统逐渐成为现代家庭生活的重要组成部分。

基于物联网的家庭环境监测系统能够实时监测家庭环境中的各种参数,如空气质量、温度、湿度等,并通过智能设备进行数据分析和处理,为家庭成员提供更加舒适、健康和安全的生活环境。

本文旨在探讨基于物联网的家庭环境监测系统的设计、实现及应用,以期为相关研究和应用提供参考。

二、系统设计1. 硬件设计基于物联网的家庭环境监测系统硬件部分主要包括传感器、微控制器、通信模块等。

传感器用于实时监测家庭环境中的各种参数,如空气质量传感器、温度传感器、湿度传感器等。

微控制器则负责接收传感器数据,并进行数据处理和存储。

通信模块则负责将处理后的数据传输至云端或智能设备,实现远程监控和控制。

2. 软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、数据分析及控制等模块。

数据采集模块负责从传感器中获取环境参数数据;数据处理模块则对采集到的数据进行清洗、转换和存储;数据分析模块则通过算法对处理后的数据进行分析,以提供有用的信息;控制模块则根据分析结果,通过智能设备对家庭环境进行调节和控制。

三、系统实现1. 传感器选择与布置根据家庭环境监测的需求,选择合适的传感器,如空气质量传感器、温度传感器、湿度传感器等,并合理布置传感器的位置,以确保能够准确监测家庭环境中的各种参数。

2. 数据传输与处理通过物联网技术,将传感器数据传输至云端或智能设备。

在云端或智能设备上,对数据进行处理和分析,以提供有用的信息和建议。

同时,通过算法对数据进行预测和预警,以提前发现潜在的问题。

3. 智能控制与优化根据数据分析结果,通过智能设备对家庭环境进行调节和控制。

例如,当空气质量不佳时,智能设备可以自动开启空气净化器;当室内温度过高时,可以自动调节空调温度等。

此外,通过对系统的不断优化和升级,提高系统的性能和准确性。

四、应用与展望基于物联网的家庭环境监测系统具有广泛的应用前景。

《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文

《2024年基于单片机的室内环境监测系统设计》范文

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展,人们的生活品质得到了极大的提高。

而为了维持室内环境的舒适和健康,人们对环境参数的实时监测也日益关注。

基于此背景,本文将重点讨论一种基于单片机的室内环境监测系统的设计方法,这种系统可以对温度、湿度、光照等参数进行实时监测与反馈,有效提升了人们的居住体验。

二、系统设计概述本系统以单片机为核心,结合传感器模块、显示模块、控制模块等部分组成。

其中,传感器模块负责实时监测室内环境的各项参数,如温度、湿度、光照等;显示模块则负责将监测到的数据以直观的方式展示给用户;控制模块则根据预设的规则对环境进行自动调节。

三、硬件设计1. 单片机模块:作为系统的核心,单片机模块负责接收传感器数据,处理后通过显示模块展示,同时根据预设规则发出控制指令。

本系统选用性能优越、功耗低的单片机,如STM32系列。

2. 传感器模块:包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器等。

这些传感器能实时感知室内环境的各项参数,并将数据传输给单片机模块。

3. 显示模块:本系统采用液晶显示屏作为显示模块,能直观地展示温度、湿度、光照等数据。

4. 控制模块:根据单片机的指令,控制模块可以控制空调、加湿器、照明等设备的开关,以调节室内环境。

四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和传感器的数据处理。

程序设计采用C语言编写,易于理解和维护。

数据处理部分需要对传感器数据进行实时采集、处理和存储,以保证数据的准确性和可靠性。

五、系统功能1. 实时监测:系统能实时监测室内环境的温度、湿度、光照等参数。

2. 数据展示:通过液晶显示屏,用户可以直观地看到各项环境参数的数据。

3. 自动调节:根据预设的规则,系统能自动调节空调、加湿器、照明等设备,以保持室内环境的舒适和健康。

4. 报警功能:当室内环境参数超出预设范围时,系统会发出报警提示,以便用户及时采取措施。

六、系统优势1. 高精度:采用高精度的传感器,能准确监测室内环境的各项参数。

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室内系统设计论文15篇室内环境质量无线监测系统设计室内系统设计论文摘要:室内分布系统的建设,可以较为全面地改善建筑物内的通话质量,提高移动电话接通率,开辟出高质量的室内移动通信区域。

同时,使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务,扩大网络容量,从整体上提高移动网络的服务水平。

室内分布系统的设计是一项复杂的工作,需要考虑诸多方面的问题。

本文只是从天线布放、电梯覆盖、功率分配、系统切换、干扰和泄露几个方面进行探讨,在实际工程设计时还有许多问题需要考虑。

关键词室内系统设计设计论文设计室内系统设计论文:室内环境质量无线监测系统设计摘要:高校实验室在上课期间,人员集中,室内环境质量恶劣,对师生的健康和学习效率有着很大的影响。

文中选择高校实验室作为研究对象,通过对实验室室内环境监测技术的研究,为营造健康舒适的高校室内环境提供了一种技术支持,从而为实现高校室内环境质量的健康可持续发展奠定了基础。

关键词:室内环境质量监测;温湿度;光照;ZigBee0 引言健康舒适的室内环境对任何一种建筑来说都尤为重要,实验室作为人员密集型建筑,良好的室内环境有助于提高学生的学习效率。

如果温度过高或过低,湿度过湿(高于70%)或过燥(低于30%),光照的过明或过暗,都会使学生产生不适感,影响正常排汗和情绪、降低注意力。

由此可见,实验室环境的不尽人意,在无形中影响了学生的健康和学习效率。

因此,开发了室内环境质量无线监测系统,以便24小时监控实验室的环境质量参数。

本无线检测系统的主要特点如下:(1)该系统可以延长实验室里面设备的使用寿命,为设备提供一个安全的使用环境;(2)该系统能够提高管理效率,温湿度数据可以远程传输,管理人员在巡查的时候不必到机房去就可以远程了解实验室的环境问题;(3)本系统可以代替管理人员24小时监控非上班时间实验室存在的安全隐患,达到对实验室远程监控的目的。

1 系统总体设计在日常生活中,由于存在个体差异,在各种条件下要找到一个单一的指标来准确反映人体对环境的舒适性是很困难的。

因此,在环境舒适性的检测过程中,我们往往关注三个比较重要的影响环境舒适性的因素:温度、湿度、照度。

所以本系统针对实验室的环境分别采集温度、湿度、照度这三个因素来衡量实验室环境的舒适性。

系统的总体设计框图如图1所示。

图1 室内环境无线监测系统的总体设计框图本文所述的室内环境无线监测系统分为硬件设计方案和软件设计方案两部分。

1.1 硬件设计方案该系统采用模块化的硬件设计,由STC12系列单片机微控制器、温湿度传感器、光照传感器、CC2530芯片的ZigBee 收发模块、液晶显示模块、电源模块等组成。

该终端具有室内环境参数的自动采集、计算处理等功能,它可以连续自动地测量温度、湿度、光照这些指标,各种要素经过传感器将模拟量转化成相应数字量,供采集器定时处理后给单片机进行处理,实现数据的采集、显示及无线传输。

1.2 软件设计方案室内环境无线监测系统的软件设计由主程序、温湿度传感器驱动子程序、光照传感器驱动子程序、LCD12864液晶显示子程序、串口通信子程序等组成。

对于硬件方案用到的编程软件其中包括对于微控STC12C5A60S2进行C语言程序编译的Keil软件,将Keil软件生成的.hex头文件烧录至MCU中的下载软件STC-ISP中。

2 室内环境质量无线监测系统的硬件设计实验室室内环境质量无线采集系统在硬件设计过程中,使用了模块化的设计方法,分别为微处理器电路设计、数据采集模块电路设计、显示模块电路设计、串口通信电路设计、无线收发模块。

在本系统中,对实验室室内环境质量参数数据的采集主要依靠各种传感器,如温湿度传感器AM2301、照度传感器模块GY30。

这些传感器的工作原理是利用物质各种物理性质随环境变化的规律把温度、湿度、照度等转换为模拟量或数字量进行输出,通过单片机采集这些电量数据并对其进行计算即可确定各环境参数的数值。

在室内环境质量无线监测系统的设计中,本文使用了STC12C5A60S2单片机进行设计。

具体包括:单片机最小系统,温湿度接口电路,光照接口电路,接口电路,电源电路,串口通信接口电路。

2.1 MCU的选型本系统设计采用的是STC12C5A60S2单片机。

STC12C5A60S2 在众多的51系列单片机中,算是国内STC 公司的1T增强系列中更具有竞争力的一种,因为他不但和8051指令、管脚完全兼容,而且其片内具有Flash工艺的大容量程序存储器。

如STC12C5A60S2单片机内部就自带高达60 K的FlashROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。

而且STC系列单片机支持串口程序烧写。

显而易见,这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。

写入单片机内的程序还可进行加密,很好地保护了用户的劳动成果。

2.2 温湿度传感器AM2301DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。

它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。

因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

每个DHT21传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。

校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。

单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。

超小的体积、极低的功耗,信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。

2.3 光照传感器模块GY30本系统采用新型单片测光芯片GY30模块,该模块的工作电压为3.3 V,内置了BH1750芯片,可以对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定,实现了照明度(1~65 536勒克斯)数字值的直接输出。

主控器通过I2C(Inter-Integrated Circuit)通讯接口读取GY30采集到的数据,然后按照用户要求的形式通过界面将数据呈现出来。

2.4 ZigBee数据传输模块选型本系统中所使用的ZigBee模块为某电子公司的无线模块,该无线模块在产品类型中分为三种:ZigBee (Coordinator-协调器)模块、ZigBee Router(路由器)模块、ZigBee End Device(终端设备)模块。

ZigBee能耗无线监测终端的硬件设计中,无线ZigBee模块(Router-路由器)的功能是以无线方式发送数据资料包,并寻找最适合的路由路径,当有其他终端节点加入时,其也可为其他终端节点分配地址。

CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能,其内部包含一个8051 CPU,且系统内可编程,其支持TI官方指定的IAR编译软件,并具备8 KB RAM,因此,CC2530是一个完整的SoC解决方案。

通过其可以建立强大的无线传感器网络。

2.5 ST7920型12864液晶显示模块为了在节约硬件资源的基础上可以得到更丰富的显示内容,并考虑到低功耗的要求,本系统设计中的显示电路采用ST7920型12864带字库的液晶显示模块。

3 室内环境质量无线监测系统软件设计本节的主要内容是进行室内环境质量无线监测系统的软件设计,软件设计的核心为底层硬件温湿度传感器AM2301模块、光照传感器GY30模块、LCD12864液晶、串口通信等编写驱动程序,使得监测系统在上电后可以分别正常监测温湿度值、光照值的显示,及进行串口通信。

室内环境质量无线监测系统主控程序流程图如图2所示。

图2 室内环境质量无线监测系统主控程序流程图3.1 温湿度传感器AM2301驱动子程序设计DATA数据线用于MCU与 AM2301之间的通信。

四十比特完整的数据=十六比特的湿度数据值+十六比特的温度数据值+八比特校验和。

例如,接收四十比特的数值,温湿度传感器AM2301的数据格式如图3所示。

图3 温湿度传感器AM2301的数据格式空闲时总线为高电平,通讯开始MCU拉低总线1~10ms,然后释放总线,延时20~40 μs后主机开始检测响应信号。

从机AM2301的响应信号是一个80 μs左右的低电平,随后从机在拉高总线80 μs左右代表即将进入数据传送。

长的高电平代表的是信号1;短的高电平代表的是信号0。

温湿度传感器AM2301数据传输的时序图如图4所示。

图4 温湿度传感器AM2301的数据传输时序图3.2 光照传感器GY30驱动子程序设计GY30与主控器之间的通讯使用I2C通讯协议。

时钟线为高电平时,数据线由高电平向低电平变化表示开始信号;时钟线为高电平期间,数据线由低向高变化表示结束信号。

I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图如图5所示。

图5 I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图3.3 串口通信子程序设计上位机对单片机所存储的数据的读取是通过USART实现的。

由于单片机内部集成有USART模块,因此MCU只需要连接MAX232芯片,就能和PC通信。

首先,单片机要设置异步通信的比特率数据位、停止位、校验方式等,最后才打开中断。

在本系统中,异步串口通讯模块比特率设置为9 600,通信模式采用模式l,即每次发送的有效数据为8位,另加一位停止位。

串口通信的软件设计流程图如图6所示。

4 结语本文针对室内环境质量的关键问题,基于物联网技术,采用无线数据采集与传输等先进信息技术手段,准确采集室内环境质量数据,使实验室室内环境质量在计量、采集、统计方面更加完善,同时确保实验室的正常、高效、健康、稳定地运行。

管理人员只需要通过网络就可以了解实验室环境的实际情况,从而极大地减轻对实验室的管理工作,实现实验室的科学管理。

室内系统设计论文:基于DW1000的超宽带室内定位系统设计摘要:为了提高室内无线传感器网络的定位精度,设计了一个基于UWB的无线传感器网络定位系统,该系统在上位机软件上运用TDOA算法进行定位计算,硬件设计上锚节点采用decaWave公司生产的DW1000为无线收发芯片,在其控制器STM32内部写入嵌入式程序,完成数据记录、收发。

该系统理论定位精度可达到10cm,抗多径能力强、稳定性高,为无线网络传感器定位提供了更多的参考。

关键词:无线传感器网络 UWB TDOA DW1000随着物联网时代的到来,人类已经置身于信息时代,一种全新的UWB技术与21世纪最具影响力的无线传感器网络的完美结合,正在改变着科技,改变着人类工作生活的方式,连通了现实社会、计算机世界、人类社会这三元世界。

人类社会对目标进行检测、定位、跟踪和导航要求日益增高,尤其在环境复杂的室内,常常需要确定物品与设施的具体位置,所以急切需要开发通信能力强、成本小、能耗低、可靠性高的定位系统。

相比于其他无线传感器网络通信技术,基于UWB[1]的无线传感器网络技术低功耗、低成本、高容量、高安全性的特点,非常适合于多点数据通信搭建室内定位平台。

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