基于ZigBee技术的智能楼宇环境监测系统的设计

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基于zigbee的无线环境监测系统.

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；上位机显示界面等。
主要的系统电路有：电源电路、温湿度传感器电路、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；
物联网112班 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 2、总体方案介绍 3、系统组成 4、硬件调试
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
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。
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 ➢ 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

基于ZigBee的环境监测系统的设计

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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的智能家居环境监测系统的设计毕业论文

智能家居监测系统的设计Design of The Intelligent Home Furnishing Mornitorning System毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着嵌入式计算、传感器、无线通信等技术的飞速发展，无线传感网被广泛应用于环境监测、军事国防和工农业控制等诸多领域，已成为电子信息技术发展的一个热点。

CC2530是TI公司针对Zigbee的无线传感网芯片解决方案，具有功耗低，可靠性高，组网简单等优势。

基于CC2530和Zigbee协议，设计了温湿度数据采集系统。

在干扰环境下测试表明，网络具有较强的鲁棒性和自组能力。

本课题主要介绍基于CC2530为核心的家庭环境监测系统的硬件电路设计和软件流程设计，实现了在家庭环境中对温度、湿度、烟雾的监测。

将温度、湿度的信息量经过单片机处理后通过无线发送给上位机。

本设计使用Zigbee无线网络协议，将系统参数传输及控制，可与上位机实时通讯和监控。

关键词：CC2530 传感器Zigbee 环境监测ABSTRACTWith the rapid development of embedded computing, sensor, wireless communication technology, wireless sensor network is widely used in environmental monitoring, military defense, industrial and agricultural control fields, has become a hotspot in the development of electronic information technology. CC2530 is a wireless sensor network chip for Zigbee TI solution, with low power consumption, high reliability, simple networking advantages. CC2530 and based on Zigbee protocol, design the temperature and humidity data acquisition system, the software algorithm coordinator and ordinary nodes are given respectively, tested in interference environment, the network has strong robustness and self-organizing ability.This paper mainly introduces the design of hardware circuit and software flow design of family environment monitoring system based on CC2530 as the core, realizes in the home environment of temperature, humidity. Among them, the analog temperature, humidity, light sensor through the SCM processing output control action corresponding adjusting the corresponding parameters; SCM outputs corresponding protection control: instantaneous over current protection. This design uses Zigbee wireless network protocol, the system parameters of transmission and control, is also available with a PC real-time communication and monitoring.Key words: CC2530 Sensor Zigbee Environmental Monitoring目录第1章绪论 (1)1.1 本文研究背景与意义 (1)1.2 智能家居环境监测系统的特点 (1)1.3 国内外发展现状及分析 (2)1.4 典型无线网络技术介绍 (2)1.4.1 Zigbee技术 (2)1.4.2 Wi-Fi技术 (3)1.4.3 蓝牙技术 (3)1.5.1 本文主要研究内容 (3)1.5.2 本文主要研究创新点 (4)第2章Zigbee技术综述 (5)2.1 Zigbee技术介绍 (5)2.2 Zigbee技术的特点 (6)2.3 Zigbee网络设备组成和网络结构 (6)2.4 Zigbee协议分析 (7)2.4.1 网络层(NWK) (7)2.4.2 应用层(APP) (8)第3章家居环境监测系统方案 (11)3.1 系统结构 (11)3.2 系统功能定义 (12)3.3 系统设计要求 (12)第4章家居环境监测系统硬件设计 (14)4.1 系统电源电路 (14)4.2 Zigbee芯片CC2530 (15)4.3 家居环境参数采集模块 (15)4.3.1 数字温湿度传感器DHT11 (15)4.3.2 烟雾传感器MQ-2 (16)4.4 CC2530通讯 (17)4.5 LCD液晶显示模块 (18)第5章系统软件设计 (19)5.1 Zigbee无线通讯协议 (19)5.2 温湿度传感器程序 (20)5.3 烟雾传感器程序 (20)第6章系统性能测试与评述 (21)6.1 硬件测试 (21)6.2 软件测试 (21)第7章结论与展望 (22)7.1 结论 (22)7.2 展望 (22)总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)附录A 外文文献 (26)附录B 中文翻译 (34)附录C 程序 (39)第1章绪论1.1 本文研究背景与意义千百年来，人类都在关注着自身的生活和居住条件，并努力改善和提高之。

基于Zigbee技术的无线环境监测系统的设计

题目基于Zigbee技术的无线环境监测系统的设计学生姓名学号所在学院数学与计算机科学技术学院专业班级计算机科学与技术班指导教师完成地点陕西理工学院201年 6月13日本科毕业设计任务书院(系) 数学与计算机科学学院专业班级计算机科学与技术(计算机) 学生姓名一、毕业设计题目基于Zigbee技术的无线环境监测系统的设计二、毕业设计工作自 201 年 11 月_ 27__日起至 201 年 6 月 20 日止三、毕业设计进行地点: 陕西理工学院四、毕业设计内容要求：指导教师系(教研室) 计算机工程教研室系(教研室)主任签名批准日期接受设计任务开始执行日期 201 学生签名基于zigbee技术的无线环境监测系统的设计与实现马强（陕西理工学院数学与计算机科学学院计算机科学与技术专业13班）指导教师：陈【摘要】本系统研究分析了传感器、ZigBee技术的基本理论，设计实现了基于zigbee无线环境监测系统。

系统采用80C52单片机控制DHT11度传感器采集温湿度数据、zigbee无线模块进行数据传输，用户在服务器端可实时的对环境参数进行监测。

经过测试系统运行稳定，采集数据准确，可用于各种不同环境下的信息监测。

【关键词】DHT11；无线传感器； ZigBee；80C52Design and implementation of wireless environmental monitoring system based on ZigBee TechnologyMa longqiang(Shaanxi Institute of mathematics and computer science, computer science and technology professional103 class)Teacher: Chen YongAbstract:The system analysis of the basic theory of the sensor, the ZigBee technology,design and implementation of wireless environmental monitoring system based on zigbee. The system uses 80C52 SCM control DHT11 temperature and humidity data collected by sensors, ZigBee wireless data transmission module,users can real-time monitoring of environmental parameters on the server. After the test system is stable, accurate data collection, can be used for monitoringvarious environment.Keyword:DHT11 ; environmental monitoring wireless sensor ; ZigBee ; 80C52目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 研究背景及现状 (2)1.2 研究目的及意义 (2)1.3 开发工具的选择 (2)2 硬件系统设计 (4)2.1 设计原则 (4)2.2 硬件系统结构 (4)2.3 数据采集模块 (6)2.4 串口通信模块 (8)2.5 相应供电模块 (9)3软件系统设计 (11)3.1 设计原则 (11)3.2 软件系统结构 (11)3.3 上位机监控软件设计 (11)3.4 单片机软件设计 (11)3.6 zigbee网络节点软件设计 (14)3.7 串口软件设计 (15)4 系统测试与实验结果分析 (17)4.1 软件编译与烧写 (17)4.2 软件测试 (17)4.3 硬件测试 (17)4.4 温湿度传感器节点测试结果分析 (17)致谢 (20)参考文献 (21)科技外文文献 (1)附录A：源程序代码 (29)附录B：系统使用说明 (34)引言环境监测的主要目标是通过检测环境变量参数及变化趋势的数据，判断环境质量，评价当前主要环境问题，为环境管理服务。

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网络的室内环境监测系统设计

基于ZigBee网络的室内环境监测系统设计本文基于ZigBee技术设计了室内环境监测系统，对室内温度、湿度、烟雾、可燃气体等参数进行测量和采集，并对异常情况发出报警。

给出了系统的整体设计方案，介绍了系统的传感器选型及控制方案，并对系统进行了数据测试分析，验证了系统的稳定可行性。

标签：ZigBee技术；环境监测；传感器0 引言ZigBee技术是近几年发展起来的自组网无线通信技术，节点之间可很方便的进行组网通信，有效的解决了单点无线传输的距离问题。

诸多事故的发生都源于未知，室内环境的监测对于生产和生活都具有重大意义。

本文为室内环境参数的监测提供了一套完整的解决方案，并给出了相应的阐述。

1 系统整体设计方案室内环境监测系统主要包括监测节点和数据接收处理主机。

节点主要负责室内各项环境参数的数据采集和监测，包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、可燃气体检测模块以及PM2.5检测模块；采用单片机负责检测的控制，并将采回的数据通过ZigBee模块送出。

ZigBee每个节点都自动分配唯一的ID，每一个节点可管理254个子节点，一共可扩展管理多达65000个节点。

数据处理主机主要负责接收每个监测节点的数据，对数据进行处理，包含显示模块、人机交互设置模块、报警输出模块和联动控制模块。

系统整体设计方案如图1所示，给出了单个节点的组成框图和主机的组成框图，节点的个数可根据用户需求进行扩展。

2 系统硬件设计基于ZigBee技术的数据采集节点主要采用了DHT11温湿度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器、夏普PM2.5灰尘传感器。

2.1 温湿度传感器设计采用数字温湿度传感器DHT11进行温度和湿度的检测。

DHT11是一款复合型温湿度传感器，采用单总线方式直接送出温度和湿度值，使用时只需要电源和任意一个I/O口配合上拉电阻便可对其操作和访问。

DHT11供电范围为3.3-5.5V，可以很方便的应用于各种单片机和嵌入式系统。

DHT温度测量范围为0-50度，湿度为20%-90%RH，完全满足室内环境的监测。

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０引言
楼宇自动化管理系统由各类相关又相对独立的子系统构成，最基本的子系统是能源控制管理子系统和
耗资小、装和维护方便、行和更新费用低等优安运
势，相对于有线传感器网络，楼宇内的环境监测在
（ｃｏｌｆｌｃｏｉｆｍｔｎａｇｈｕＤａｚＵｉｅｉ，ａｇｈｕ３０１，ＣｉａＳｈｏｏｅｔｎｃＩｏａｏ，ＨｎｚｏｉｉｎｖｒｔＨｎｚｏ１０８ｈｎ）Ｅｒｓｎｒｉｎｓｙ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｉｎｔｏｕｔｅｓａｄｅｅｇｏｓｒａｉｎｏｔｌｇｎｕｌｉｇｅｖｒｎｎａｎｔｒｎ，ｎＺｇｅｉｌｓｅｗｒｙｔｍｍｉｇａｂｓｎｓｎｎｒｙｃｎｅｖｔｆｉｅｌｅｔｂｉｎｎｉｍｅｔｌｍｏｉｉｇａｉＢｅｗｒｅｓｎｔｏｋｓｓｅｒｏｎｉｄｏｏｅ
ｂｃａｉｆｈｅｈｌ — ａｕｓｔｇｅｎｏｅｓｅｉｇｈａｔｒｓｎｍｅｏｒｎｌｎｄｓｅｔｔｄｈｓｅｕｓｉｄｃｔｙｍｅｈｎｓｏｒｓｏｄｖｌｅｒｇｒｄｎｄｌｐｎ．Ｔｅｂｔｙｕｉｇｔｆｅｍｉａｏｅｗａｓｉｅ．Ｔｅｔｔｒｓｈｉａｅｍｓｔｉａｅｅｉｔｍａｅｎｔａ，ｄｐｎｉｇｏｏｐｗｅｏｅｎｔｂｌｅｏｈｔｅｅｄｎｎｌｗ— ｏｒｎｄｓａｄｓａｉｚｄｃｍｍｕｉａｉｎｔｉｙｔｍａｅｈｅｕｒｍｅｔｆｌｎｉｔｂｅｗｒｉｇｉｎｃｔｈｓｓｓｅｃｎｍｅｔｔｅｒｑｉｏｅｎｇｔｏｏｍｅｓｌｏｋｎ．ａＫｅｒｓｉＢｅｎｉｎｎａｎｔｒｇｎｅｌｅｔｕｌｉｇｙｗｏｄ：Ｚｇｅ；ｅｖｒｍｅｔｌｏｍｏｉｉ；ｉｔｌｇｎｉｎｏｎｉｂｄ
ＤｅｉｎｏｔｌｇｎｕｌｉｇｅｖｒｎｎａｏｉｏｉｙｔｍａｅｎＺｉＢｅｓｇｆｉｅｌｅｔｂｉｎｎｉｏｍｅｔｌｍｎｔｒｎｓｓｅｂｓｄｏｇｅｎｉｄｇ
ＺＡｎｊｇＱＮＨｉｉ，ｉ — ｎ，ＵＷｅｗｉＨＯＷｅ－ｎ，Ｉｕ— ｎＷＵＪｎｆｇＨｉｅｉｂａｅ —
第２７卷第８期
２１００年８月
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Ｊｕｎｆｃａｉａｏｒａｏｈｎｃｌ＆ＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇｌＭｅｌｃｒａｇｎｅｎｉＥｉ
基于Ｚｇｅ技术的智能楼宇环境监测系统的设计术ｉｅＢ
ｕｉｇａｍｉｉｇｔｐｌｇｔｕｔｒｓｐｅｅｔｄ．ＴｅｓｒｎｏｓｄｓｇｅｎｔｅｂｓｓｏｓｎｘｎｏｏｏｙｓｒｃｕｅｗａｒｓｎｅｈｅｓｎｏｄｅｗａｅｉｎｄｏｈａｉｆＲＦＣＣ２０．ｅｅｅｇ —ａｉｓａｈｉｖｄ４３Ｔｈｎｒｙｓｖｎｇｗａｃｅｅ
获取建筑中温湿度、光强和红外等环境参数，为楼宇管理系统提供可靠信息。
要是防范火警和盗窃等事件 … 。
系统功能的实现需要获得大量环境数据作为调控
１设计方案
１１监测参数选择．
基础，现阶段这些数据主要依靠各种功能的传感器获得。随着环境监测功能的增多，需的传感器数量也所急剧增加。使用有线传感器组成的监测网络布线量
方面具有更好的应用前景。本研究结合无线传感器网络技术和Ｚｇｅ无线ｉｅＢ协议技术，设计一种楼宇环境监测系统。该系统通过
安防管理子系统。能源控制管理系统的功能主要是对
空调、明、照供水等应用的管理，以使在控制成本的基础上实现楼宇内舒适的工作环境；防系统的功能，炜薇胡
（杭州电子科技大学电子信息学院，浙江杭州３０１）１０８
摘要：为了实现节能、可靠的楼字环境监测，出了一种基于混合式拓扑结构的Ｚｇｅ提ｉｅ无线网络系统，计了以无线射频芯片Ｂ设Ｃ３３Ｃ４０为核心的传感器节点，使用阈值触发和休眠机制实现了节能，并对终端节点的电池使用时间进行了估算。实验结果表明，该楼宇环境监测系统的通信可靠，节点功耗低，能满足长时间工作的要求。关键词：ｉｅ；Ｚｇｅ环境监测；Ｂ智能楼宇中图分类号：Ｎ１．２Ｔ９９７文献标识码：Ａ文章编号：０ — ５１２１）８０１０１１４５（０００ — １４— ４０