基于zigbee的无线环境监测系统

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基于Zigbee无线网络技术的水环境监测系统设计

供水管网水质监测系统等。虽然他们提供的系统测量参数多、精度高、性能好，但价格昂贵、操作复杂、安装环境要求高，不适合我国现状。因此由无线传感器组成的网络监测系统越来越受到人们的青睐。ＺｇｅｉＢｅ与其他的蓝牙和Ｗｉｉ．等无线通信标准相比，有功耗Ｆ低，成本小，网络容量大，时延短，安全性高等优点。它的通信距离可达１－０ｍ。０１０
环境监测系统组网简单、方便、便宜，也易于维护、扩展，有很大的推广前景。
关键词：ｉｂｅＣ４０Ｚｇｅ，Ｃ２３，无线网络，节点，组网
【基金项目】武汉科技大学基金资助项目（００５Ｘ）２１００；武汉科技大学创新基金。
随着我国工业水平的迅速发展，在给我们创造巨大的经济效益的同时，环境问题也越来越突出。水乃生命之源，对水环境监测以保证生活、工业、农业用水安全，成为人们越来越关注的焦点。目前国内水环境监测大都采用两种方式：便携式水质监测仪进行人工采样，由于无法远程实时检测水质参数，该方法监测周期长、劳动强度大、时效性差、针对性差；在ＺｇｅｉＢｅ网络有全功能设备ＦＤ（ｕｌｕｔｎＤｖｃ）ＦＦｌＦｃｉｅｉ和精ｏｅ简功能设备ＲＤ（ｄｃｄＦｃｏｖｃ）两种类型。ＦＤ不仅ＦＲｅｕｅｕｔｎｉＤｅｉｅＦ可以发送和接受数据，还具有路由功能，可以充当Ｚｇｅ终端节ｉｅｂ
式系统互联（ＩＯＳ）模型中对那些涉及Ｚｇｅｅｂｅ的层予以定义的。信，可以形成复杂的网络。以增加存取空间换取更小的消息延时ＩＥ０．５Ｅ８２１．４对物理层ＰＹ（ｈｓａＬｙｒＨＰｙｉｌａｅ）ｃ和介质控制嚣噩

基于ZigBee技术的无线环境监测系统研究

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构使得无线通信范围内的任何两个完整功能设备之间都可以相互通信。整个监控系统数据传输过程：远程客户端监控主机发出对某各区域温湿度情况的查询请求命令给对应区域无线传感器网络的协调器节点，协调器根据命令给出的地址选中要查询的路由节点，当路由节点接到命令后，激活它能够覆盖到的所有节点进行通信，将采集到的信息，经Ａ／Ｄ转换后发送给路由节点，路
王宝英付渊夏禹（１重庆电子工程职业学院，重庆４０１３３１；２重庆水泵厂有限责任公司，重庆４０００３３）
摘要出了一种基于ＺｉｇＢｅｅ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

ｔｅＴＩＳＺｇｅｃｉ４０ｉｒｓｎｅｎｈｏｒｓｏｄｎｙｔｍａｄｒｒｈｔｃｕｅａｄｓｆｗａｅｆｏａｅｇｖｎｈ ’ ｉＢｅｈｐ２３ｓｐｅｅｔｄａｄｔｅｃｒｅｐｎｉｇｓｓｅｈｒｗａｅａｃｉｔｒｎｏｔｒｌｗｒｉｅ．ｅ
Ｔｈｓｓｓｅｃｌｅｔｈｎｉｎｎａｎｏｍａｉｎｓｃｓｔｍｐｒｔｒ，ｈｍｉｉｉｙｔｍｏｌｃｓｔｅｅｖｒｍｅｔ１ｉｆｒｔｕｈａｅｅａｕｅｕｄｔｏｏｙ，１ｈ，ｓｕｄａｄｓｎｓｉｔｏｔｉｔｏｎｎｅｄｔｏｈｓｇ
（ｐ．ｏｏｕｅｎｎｏｍａｉｎＳｉｎｅｏｔｗｅｔｒｓｒｌｇ，Ｋｕｍｉｇ６０２Ｃｈｎ）ＤｅｔｆＣｍｐｔｒａｄＩｆｒｔｃｃ，ＳｕｈｓｅｔｙＣｏｌｅｏｅＦｏｅｎｎ５２４，ｉａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｎｉｎｎａｏｉｏｉｇｓｓｅｂｓｄｏｇｅｔｃｎｌｇｓｐｏｏｅ．ＴｈｙｔｍｅｉｎｍｅｈｄｗｉｅｖｒｍｅｔｌｏｍｎｔｒｎｙｔｍａｅｎＺｉＢｅｅｈｏｏｙｉｒｐｓｄｅｓｓｅｄｓｇｔｏｔｈ
ｃｍｐｔｒＡｎｈｓｉｆｒｔｏｓｐｏｅｓｄａｄｄｓｌｙｄｏｏｔｃｍｐｔｒＢｅａｓｆＺｉＢｅｔｃｎｌｇｏｕｅ．ｄｔｉｎｏｍａｉｎｉｒｃｓｅｎｉｐａｅｎｈｓｏｕｅ．ｃｕｅｏｇｅｅｈｏｏｙ，ｔｅｓｓｅｈｙｔｍ

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无线传感器网络的水环境监测系统

２１０２年
仪表技术与传感器
ＩｓｕｎＴｃｎｑｅａｄＳｎｏｎｔｍｅｔｒｅｈｉｕｎｅｓｒ
２０１２Ｎｏ１．
第１期
基于Ｚｇｅ无线传感器网络的水环境监测系统ｉｂｅ
陈华凌陈岁生张仁政，，
２ＶｂｅＮｔｏｋＴｃｎｌｇｏ，ｔ．Ｈａｇｈｕ３０１，ｈｎ）．ｏｆｅｗｒｅｈｏｏｙＣ．Ｌｄ，ｎｚｏ１０２Ｃｉａｌ
ＡｂｔａｔＴｏｖｅｐｏｌｍｆｉｉｕｔｏｓｔｐｔｅｎｔｒｈｇｏｔａｄｒｓｒｔｄｓｏｅｉｘｓｉｇｃｂｅｗａｅｎｉｏ — ｓｒｃ：ｏｓｌｅｔｒｂｅｏｆｃｌｔｅｅｗｏｋ，ｉｈｃｓｎｅｔｉｅｃｐｅｉｔａｌｔｒｅｖｒｎｈｄｆｕｈｃｎｎｍｅｔｍｏｉｒｇｓｓｅａｎｗｓｓｍａｅｎＺｇｅｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋａｒｐｓｄＴｈｙｔｍｓｃｎｔｃｅｎＺｇｎｎｔｉｙｔｍ，ｅｙｔｂｓｄｏｉｂｅｗｉｅｓｓｎｏｅｗｒｓｗｓｐｏｏｅ．ｅｓｓｅｗａｏｓｒｔｄｏｉｏｎｅｅｕ
ｂｅｗｉｌｓｅｓｒｎｔｏｋｎｅｗｏｋｓｎｏｏｅｏａａａｑｉｉｏｅｅａａｇｄｉｈｎｔｒｎｏｉｏ，ｌｐｅｅｒｅｓｓｎｏｅｗｒｓａｄ３ｎｔｒ，ｅｓｒｎｄｓｆｒｄｔｃｕｓｉｎｗｒ￣ｎｅｎｔｅｍｏｉｉｇｐｓｔｎｍｕｔｌｅＧｔｏｉｉ

基于Zigbee的无线监测系统设计与实现

地扩大监测范围；先进的嵌入式微处理器可以扩展丰富的外
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Ｉｔｒｅｎｅｎｔ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ＳＲｌｓＤＡＭ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３６卷第５期
ＶＬｏ３６
・
计
算
机
工
程
２１００年３月
Ｍａｒｈ０１ｃ２０
Ｎｏ５．
ＣｏｐｕｅｍｔｒＥｎｇｎｅｒｎｇｉｅｉ
工程应用技术与实现・
文章编号：ｌｏ４８００５０４— ２文献标识码：ｏ —３２（１０— ２３００２）Ａ
中围分类号：９５Ｎ４
基于Ｚｇｅｉｂｅ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３０７）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ｉｅｂｉｅｂ
ｍｏｉｏａａｉｍｂｄｅａｅｙｔｅｌｅｕｉｉｄｄｔｎａｅｎｔｕｅｓｒｍｏｅａｃｓｎｄｒｕｉｇｍｏｉｏｕｎｔｏｆＺｉｂｅｎｔｏｋｈｎｔｒｄｔｎｅｅｄｄｇｔｗａｏｒａｉｎｆｅａａｍａｇｍｅ，ｓｒ ’ ｅｔｃｅｓａｏｔｎｔｒｆｃｉｎｏｇｅｅｗｒ．Ｔｅｚｎｒａｉａｉｎｏｈｒｗａｅａｄｓｆｗａｅｉｐｅｅｔｄｉｃｕｉｇｄｔａｅｆｒｔｎｄｈｗｏｐｏｒｍｅｗｉｅｅｓｎｄｓａｄｃｏｄｎｔｒｅｌｔｏｆａｄｒｎｏｚｔｒｓｒｓｎｅ，ｎｌｄｎａａｆｍｏｍａｏｔｒｇａｔｒｌｓｏｅｎｏｒｉａｏｌａｈ

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
感谢您的观看
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。

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3、一氧化碳检测传感部分：CM-7一氧化碳传感器
4、上位机显示界面部分：VB8.6 5、蜂蜜器电路：PNP型晶体管S8550 6、显示部分：LCD12864液晶显示器 7、电源部分：3节1.5V干电池
四、硬件调试-上位机界面显示
四、硬件调试-实物图
四、硬件调试-液晶屏显示
不足之处
2、总体方案介绍 3、系统组成
4、硬件调试
一、课题介绍
本课题是以zigbee无线发射为核心技术的环境监测系统，
可以用来测量当前环境不同地点的实时温度，湿度，光照强度和一氧化碳浓度。
温湿度，光照，一氧化碳等是最主要的环境参数，人们
的生活与其息息相关，在农业生产中也离不开这些环境信息，在智能家居领域中也离不开这些环境信息的监测，因此研究温湿度，光照，一氧化碳等数据的监测方法和装置具有重要的意义。
二、总体方案设计
该系统主要由以下功能模块构成：协调器模块；传感
器节点模块；上位机显湿度传感器电路、
光照传感器电路、一氧化碳传感器电路、显示电路、报警电路、键盘设置阀值控制电路
二、总体方案设计-控制系统框图
三、系统组成
整个系统硬件由三大部分组成：以CC2530为核心的协
调器模块；以温湿度传感器、光照传感器、一氧化碳传感器做组成的环境信息数据采集模块；以VB8.6编译的上位机显示界面；以1602液晶显示器蜂鸣器为主的显示报警模块；
三、系统组成-各部分功能
1、温湿度检测传感部分：DHT11温湿度传感器 2、光照检测传感部分：BH1750FVI光照传感器

本系统的光照和一氧化碳检测部分只是通
过模拟形式显示环境的变化。暂时没有实现
数字显示。
物联网112班王海超 2015.6.29
毕业设计课题简介
设计名称：基于zigbee的无线环境监测系统设计
指导老师：惠鹏飞答辩人：王海超
专业：物联网工程
设计组成：硬件组合，上位机界面，系统测试，软件
测试，需求分析，文献综述，开题报告，外文翻译，电路原理图
内容提要
1、课题介绍