Zigbee课程设计论文-基于ZigBee的温度监控系统设计与实现

《Zigbee课程设计论文-基于ZigBee的温度监控系统设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Zigbee应用课程设计武汉工商学院信息工程学院物联网工程系Zigbee应用课程设计项目名称：基于ZigBee的温度监控系统设计与实现学生姓名：牛超学号：15406038班级：15物联本2班指导教师：刘芳2017年12月20日Zigbee应用课程设计目录摘要I关键词I1绪论12温度控制系统总体设计与实现12.1系统整体结构12.2系统实现功能12.3方案具体流程13温度检测系统工作原理43.1Zigbee技术简介43.2Zigbee协议栈结构43.3Zstack协议栈结构53.4串口工作原理63.5单

2、播广播原理63.6无线温度数据采集原理63.7OSAL工作原理74系统硬件设计74.1Zigbee硬件设计74.2协调器节点设计84.3终端节点设计94.3.1温度传感器94.3.2电机94.4电源电路设计94.5A/D转换电路设计104.6RS232串口电路设计105系统软件设计115.1协调器相关程序分析115.2终端相关程序分析125.2.1温度传感器相关程序分析125.2.2电机相关程序分析126系统实现127总结13参考文献13ZigBee应用课程设计报告摘要本方案基于ZigBee技术设计了

3、监测环境温度的无线传感网系统。采用集成了无线射频芯片CC2530以及高集成度的数字温度传感器构建节点硬件，并实现了节点软件。该系统由三部分组成：温度传感器，风扇，协调器。温度传感器监测环境温度，若温度过高，启动风扇。测试结果表明，本系统具有低功耗、低成本、易于维护扩展等优点。该系统可以应用到智能家居领域从而节省人力和能源，具有非常广阔的应用前景和研究价值。关键词：无线传感网；ZigBee；CC2530；温度采集3ZigBee应用课程设计报告1绪论在生产和科学研究过程中的很多场合对环境的温湿度有较高的要

4、求。为了更方便快捷的监控环境温湿度，针对有线温湿度监测系统布线复杂、成本偏高以及后期维护不便的问题，结合无线传感器网络技术，设计和实现了一种基于ZigBee技术的温度监测系统。ZigBee作为一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。在温度传感器的配合下，采用ZigBee协议建立了点对点通信组网，能够高效地完成对环境温度的无线检测，实现了无线网络的功耗管理方法、无线网络的配置，利用温度传感器检测环境温度、从节点温度数据的发送、主节点对温度数据的接收、

5、上传给PC机显示、通过温度变化控制风扇等内容。该系统可以应用到智能家居领域从而节省人力和能源，具有非常广阔的应用前景和研究价值。近年来随着无线通信、计算机传感技术的飞速发展和融合，无线传感网技术（WSN）应运而生，而Zigbee以其低成本、低数据速率、超低功耗的特点满足了当前无线传感网络技术的应用与普及。2温度控制系统总体设计与实现2.1系统整体结构利用Z-Stack协议栈构建一个具有实际意义的无线传感器网络。系统由协调器节点和两个终端节点组成。协调器的硬件系统中包括CC2530通信模块、串口转USB

6、模块和电源电路模块等，其中串口转USB模块负责转换CC2530模块与PC机的通信信号。其主要功能是负责接收无线传感器节点发送来的消息，并向传感器节点发布网络控制信息，同时与PC机进行数据交换,向电机发送指令控制电机转动。2.2系统实现功能为了更方便快捷的监控环境温湿度，文中针对有线温度监测系统布线复杂、成本偏高以及后期维护不便的问题，结合无线传感器网络技术，设计和实现了一种基于ZigBee技术的温度监测系统。通过温度传感器监测环境温度，如果温度过高，启动风扇。2.3方案具体流程第一步，ZigBee协调

7、器以固定的周期发送查询光照的指令给终端，即温度传感器（温度采集节点），同时监听设备端口，接受节点返回的数据。协调器监听工作流程图如下所示：12ZigBee应用课程设计报告图2-1协调器监听工作流程图第二步，温度采集节点接收到ZigBee协调器发送过来的温度采集指令后，从传感器取得当前的温度信息，将其打包成协议格式的指令返回给ZigBee协调器。温度采集节点工作流程图如下所示：图2-2温度采集节点工作流程图12ZigBee应用课程设计报告第三步，ZigBee协调器接收到温度采集节点返回的数据后,对采集的

8、温度与设定的温度值进行比较，若当前的温度值高于用户设定的温度值时，向电机发送开指令，并将收到的数据通过串口打印出来。协调器工作流程图如下所示：图2-3协调器工作流程图第四步，节点接受网关消息并控制电机。电机工作流程图如下所示：12ZigBee应用课程设计报告图2-4电机工作流程图3温度检测系统工作原理3.1Zigbee技术简介致力于无线个域网中无线协议的物理层和媒体访问层的标准化，为个人操作空间内互相通信的设备之间提供统一的通信标准，IEEE802.15