基于ZigBee的远程监控系统设计-物联网工程毕业论文最终版2

学科代码：080905 学 号：141406010067 贵 州 师 范 大 学（本 科）毕 业 论 文题 目：基于ZigBee的远程监控系统设计学 院：机械与电气工程学院专 业：物联网工程年 级：2014级姓 名： 田良指导教师： 陶昆（讲师）完成时间：2018年4月15日64摘要：随着时代的发展与进步，现在社会上广泛应用温室种植。 温室中的温度，湿度以及光照等环境因素对作物生长有很大影响，相对于传统的采用有线网络部署与维护的温湿度监测系统，采用ZigBee技术来设计一个温湿度控制系统，可以改变以往那种有限网络在部署方面存在的不足之处。ZigBee无线模块是一种双向无线通信技术，具有功耗低，成本低，复杂度低的特点，它是未来无线传感器网络的发展趋势。ZigBee技术是由微型温湿度传感器、协调器节点组成的多跳自组织网络，它可以实时感知，收集和处理相关范围内的温湿度信息。只需要通过上位机，用户就可以通过远程实时控制温湿度的变化情况，这样就可以对远端的温湿度显示数据根据需要做出处理。关键词：ZigBee；协调器；无线传感器网络；远程监控Abstract：With the development and progress of the times, greenhouse cultivation is now widely used in society Greenhouse temperature, humidity and light and other environmental factors have a great influence on crop growth Compared to the traditional temperature monitoring system using wireline network deployment and maintenance, ZigBee technology is used to design a temperature and humidity control system that can change the previous one Limited deficiencies in the deployment of limited networks ZigBee wireless module is a kind of two-way wireless communication technology It has the characteristics of low power consumption, low cost and low complexity It is the development trend of wireless sensor networks in the future ZigBee technology is a multi-hop self-organizing network composed of miniature temperature sensors and coordinator nodes It can sense, collect and process temperature and humidity information in related areas in real time The real-time control of remote temperature and humidity by the user through the host computer, so that the remote temperature and humidity display data can be processed in a timely mannerKeywords: ZigBee;wirelesssensornetwork;remotemonitoring目录1 绪论11.1研究背景与意义11.2国内外研究的现状11.2.1国内以及国外有关温室测量与控制系统研究的现状12 系统总体设计32.1总体设计方案32.2系统构架32.3系统结构42.4系统的功能53 .系统技术概述63.1ZigBee网络技术64系统硬件设计74.1传感器节点85 系统软件设计125.1温度监测点软件设计145.2数据集中器ZigBee模块软件流程166 上位机显示设计186.1设计测试所需设备186.2系统测试设计方案186.2.1 ZigBee节点组网测试186.3显示设计界面18结论21展望21致谢21参考文献：22附录241 绪论1.1研究背景与意义ZigBee是一种新起的可以进行无线通信的无线传感网络技术，ZigBee网络的传输速度非常慢、并且它的传输距离比较短，它是一种不需要数据线进行连接，ZigBee无线传感器网络技术是在蓝牙和无线网络技术的基础之上进行连接的一种无线网络技术1。它具有灵活的工作频带和网络拓扑结构，数据传输安全可靠，功耗低。ZigBee网络如果要实现通信就需要规定一定的无线通信标准，通过中继模式传感器节点可以把数据进行传输， 这样大大提高了通信效率，ZigBee网络目前重点应用在距离非常短，功耗非常低的一些电子设备中2。根据ZigBee网络这些特点，不管是在未来的工业控制，家庭监控还是在工业安全系统乃至其他领域都将会有更加广泛的应用市场前景。目前，在我国大部分现有温室中温湿度测试都是手动测试，温室内测量仪器测得的数据在一天或更长时间内读取，这样不但消耗了很多没必要的人力和物力，而且监测数据不能实时更新，若要克服这一局限性，就得引入无线传感器远程温室监控系统来解决，它不仅可以检测温室内不同角度的环境参数，还可以把检测到的数据传输到数据中心，按照先前定义好的准则并且结合农作物每个的生长阶段来制定高效率的决策，通过向控制节点发送命令来控制所有设备协调工作，在很大程度上保护作物不受环境影响，从而提高作物产量。1.2国内外研究的现状1.2.1国内以及国外有关温室测量与控制系统研究的现状温室用于养殖和农产品的生产，荷兰在这方面应用较早3，其现场设计及后台软件控制系统均处于世界领先地位。在这方面，通过温湿度远程控制，根据作物成熟的自然规律，通过人工干预来调整温度，光照，湿度，等参数来保护作物的生长，并通过远程网络系统监测温湿室，以便确定作物的最佳成熟度以满足市场需求。通过控制温湿度，可以保护作物不受恶劣天气的影响，温室的生产效率得到了很大的提高，农作物的产量得到提高，并且品质也提高了。1.2.2 无线传感器网络系统在国内以及国外温室的应用及研究现状现在，全世界有几百家无线设备公司和芯片公司已经加入了ZigBee的这个研究领域，该领域研究的热点之一是无线传感器网络。在关于ZigBee网络的研究方面，越来越多的国家现在对无线传感器网络的研究也表现出前所未有的浓厚的兴趣， 在这一领域开展了研究工作，并利用这一技术对各个领域进行了研究。迄今为止，除了美国还有以色列国家在ZigBee无线网络研究领域也已经取得成功，并且也都已经成功实施了无线传感器网络在温室中的监测应用4。许多中国研究机构已经初步研究怎样把无线传感器放到温室中，也已经有关于这方面的文章发表，根据报道可知，我国开发研究的无线传感器在温室的应用目前也已经取得了一些方面得到成功，然而，这一项技术还在起初阶段，还有很大的发展空间去完善和补充这项技术。2 系统总体设计2.1总体设计方案本系统含有的节点不是很多，其中主要包含有数据集中器，温湿度传感器、上位机组成。 数据集中器和监控节点温度传感器构成星型结构，ZigBee网络，检测系统、控制系统和显示系统构成一个完整的ZigBee通信系统。 并最终通过上位机将结果显示出来。 精简系统实现方案如下图2-1所示：远程监控系统监测系统上位机显示无线网络技术 图2-1 系统实现方案2.2系统构架ZigBee星型拓扑组网是系统进行远程采集温湿度应用的组网方式，终端节点由数个无线传感器组成， 这些传感器的功能简单，与 PC机连接作为协调器节点的这种设备具有控制功能，这种软件设计的系统节点可以对其进行监测和控制只需要通过上位机实现控制。温湿度无线传感器节点负责整个网络系统工作时对现场温湿度数据的采集，并按一定的格式把采集到的数据存储好，在指令被温湿度传感器接收到以后，温湿度传感器把自己采集到的温湿度发送给协调器，主要是通过无线通信方式发送的。协调器发送数据给上位机是通过串口发送的，上位机接收到数据以后，会在上位机显示页面上显示出来，上位机不仅能显示数据还可以对接收到的数据进行分析和 处理，这样就可以实了对温度和湿度的无线采集和检测的整个过程。上位机需要读取温湿度时会自动向协调器发送请求指令，协调在接收到上位机发送的请求指令后，又会把接收到的指令发送给传感器节点， 此外，协调器也可以实现系统的自我检查、系统功率设置、终端节点的地址规划、读取时间在整个温湿度采集系统的设置等功能。土壤温湿度通过温湿度传感器采集出来，然后经过 AD594转换器把模拟信号转换为数字信号5，经过差分放大三级以后， 差分放大到单片机处理后传输数字信号，直接采集的温湿度由 DHT11给单片机发送的数字信号通过 ZigBee无线收发模块由单片机处理后， 形成一个节点，该节点与 ZigBee路由模块的单片机相连形成传感器节点，一个数据收发网络与其他终端节点由此形成， 并用一个协调器作为这一整个系统的传输与控制中心并且与电脑相连。系统的工作原理6是：ZigBee无线网络首先协调器创建好，接着就等着其他多个终端节点自己主动连接网络，终端节点在自身通电后，就会自动寻找周围存不存在已经建立好的 ZigBee网络，如果发现自己已经连接到建立好的网络中，就会向协调器发送节点的物理地址，终端节点的地址通过协调器后。经过串口协调器就可以把终端节点的物理地址发送给计算机，并且计算机会自动存储终端节点的地址信息。 主机只能通过物理地址发送相应的节点，协调器可以知道一个终端节点的值，在接收到物理地址之后，协调器将发送数据到相应的无线传感器节点，在数据被终端节点接收到之后，温湿度传感器把测量得到的温湿度数据的结果发送到协调器， 数据最终在上位机上显示，在该系统中，一旦有新的其他节点加入网络，协调器通过串口把新节点的地址发送给上位机， 上位机存储接收到的物理地址。2.3系统结构本系统根据ZigBee模块能够进行自组网络的特性，传感器节点和一个或数个终端节点就可以构成一个星型网拓扑结构。 通过上位机显示传感器节点有关数据系统结构实现图如下图2-3所示：ZigBee精简设备（包括天线，单片机等）温湿度传感器网关硬件（ZigBee无线网络协调器）上位机显示2.4系统的功能本系统主要包括三个模块：1）温湿度测量模块；2）控制处理及数据收发模块；3）数据接收显示模块；主要有两大功能：1）温湿度数据无线采集功能：温湿度数据由终端节点自动采集并且进行检测，终端节点通过无线传输方式把采集到的数据发送给协调器节点，2）远距离监测温湿度数据的功能：终端节点的温度和湿度数据通过上位机进行远程监控。此外，温度和湿度的上限和下限也可以在上位机中设置。但凡温湿度超过设置的上限或超过设置的下线时，就会有相对的报警功能或者提示性消息功能。3 .系统技术概述3.1ZigBee网络技术ZigBee是一种具有一定特定标准的无线网络，它拥有传输数据的距离比较短，并且数据传输速率也比较低等特点， 它已经具备有完整的协议层结构，ZigBee协议层包含有若干层：物理层、媒体访问控制层、以及网络层和应用层都是ZigBee网络的几个重要的协议层7。 在协议栈中，每个层完成其性能使用的服务级别都是非常低，除了完成自身服务外，还要为上一级提供服务。ZigBee网络中包括有三种功能不相同的节点，一种是协调器节点，另外还有两种分别是路由和终端设备。 协调器和路由器都是属于功能设备。 （FFD)终端设备： 是一种结构和功能都相对简单的设备，即(RFD)网络一般情况有协调器，协调器不仅要负责设置网络地址，还负责设置网络的终端地址。 负责网络维护和节点绑定等工作。 因此协调器需要有比较高的计算能力和比较大的存储空间，它可以被看作是 PAN网关节点， 路由器的主要功能是路由消息和扩展网络，终端设备与实监控对象连接实现特定的功能。无线传感器有各式各样的，形式多样的网络拓扑结构，可以根据实际需要构建各种形状不同的网络拓扑结构，星型，簇型和网状型都是无线传感器网络的几种重要的网络拓扑结构类型，星型拓扑结构网络的组成往往都是由一个协调器和很多个终端节点形成， 不同类型的网络拓扑结构，可以根据需要构建。网络的主要结构类型有星型、簇和网状网络结构， 一个协调器和若干个终端可以形成一个星型网络、星型网络主要负责沟通协调器和终端设备之间，一个或好几个星型结构与一个协调器就可以组成一个树形网络结构，树形网络拓扑结构如果除了能通过树路由之外，就只能跟自己的父亲节点或者子节点进行点对点的一一对应通信， 群集网络是基于树网络构建的，但与树网络不完全相同，其中具有路由功能的节点允许在群集网络中直接相互连接。4系统硬件设计该系统采用TI开发的24GHzZigBee芯片系统解决方案（CC2530的无线MCU程序）。TI公司提供了协议栈代码和开发文档8，其终端节点硬件原理图如下图4-1所示： 图4-1 Zigbee终端节点硬件电路原理图:系统节点的硬件设计如下：CC2530和DHT119温度和湿度传感器由温度计节点组成，温湿度测量节点由电池供电，CC2530温度和湿度传感器由单总线通信协议控制；标记温湿度值环境的不同时间点，然后得到的温湿度值将被发送到协调器节点中。 主机网络将数据上载到计算机，以开发底板USB接口上载。CC2530内部结构图如下图4-2所示：图4-2 CC2530内部结构图4.1传感器节点传感器节点所包含的总共模块共有四个：其中一个是数据采集模块、一个是数据处理模块，一个无线通信模块以及一个供应能量的模块。模拟传感器加 A/ D数字传感器组合在一起就可以组成一个数据采集模块，一定范围内的温湿度信息的采集和数据的转换由数据采集模块来负责完成数据的采集和转换。数据处理模块除了负责整个传感器节点的操作之外，还要负责数据的存储。数据模块的主要组成部分是微控制器。无线收发器是无线通信模块的非常重要的组成部分，并且无线通信模块主要负责的是怎样实现与其他传感器节点之间进行通信， 能量供应模块主要负责为整个系统提供能量，需要通过电池供电，系统供电电路图如下图4-3所示： 图4-3 系统供电电路图温度和湿度传感器DHT11，不仅具有检测数据的功能，还具有转换终端节点的温湿度数字信息的功能。 CC2530从终端节点处理信号，然后发送。 两节五号电池为节点供电，一般情况下节点在不工作时进入休眠状态，因为这样可以延迟系统的工作时间， 电源管理部门在外设进入休眠状态时可以不用对这些外设供电。数字温湿度传感器DHT11与CC2530接口的连接示意图如下图4-4所示：接收DHT11CC2530RF模块电源模块温湿度数据单总线发送图4-4 为温湿度传感器DHT11与CC2530接口的连接示意图数字温湿度传感器DHT11与CC2530的连接电路图如下图4-5所示：图4-5温湿度传感器DHT11与CC2530连接电路图DHT11数字温湿度传感器是一种复合型传感器，包含有温度和湿度的传感器9，它对数字信号的输出按一定的规则定了特定的标准。为了不断提高产品的可靠性和提升产品的稳定性，采用了特殊的数字采集技术和特别的温湿度传感器技术。该传感器包含有电阻湿度传感器和NTC湿度传感器两种类型。 所以该产品具有很强的抗干扰能力等特点， DHT11传感器的湿度校准非常精准，校准系数以程序的方式存储在 OTP内， 这可以满足传感器内部信号检测的调用，使用单线程串行接口使系统非常简单，非常小的体并且积功耗非常低，并且信号传输距离一般只能在在20米的范围以内， DHT11数字温湿度传感器具有以上收益体的这些优势。CC2530芯片是用于24- GHzIEEE802154和 ZigBee的一个真正的片上系统解决方案，它可以建立信号非常强大的网络节点，只需要非常低的成本， CC2530结合了非常出色的收发性能， 系统内可编程闪存和许多其它功能10。 CC2530具有多种运行模式，而且功耗极低。 CC2530具有多个可用的输入/输入系统、4个定时器、随机数发生器、Flash控制器、RF射频收发器等众多外设。在无线网络的温湿度采集网系统中，我们采用的芯片型号是 CC2530，芯片结合了业界目前最为领先的协议栈11。提供了系统的解决方案，由DHT11收集的温度和湿度数据存储在 CC2530的 FLARE闪存中。当读取到发送到传感器节点的温度和湿度指令时，协议栈即刻会将温度和湿度数据发送出去。协调器节点建立网络、接收信息、汇总信息、处理信息以及由网络协调器发送的相关指示；由协调器首先负责建立网络协作网，负责用扫描方法进行协调选择合适的通道，根据扫描结果确定自己的短地址，网络层将原始语言发送到 MAC层开始一个新的会话，完成整个网络系统中，协调器开始执行数据收发和操作指令，协调器根据接收数据识别码来判断传输数据类型12。分析不同类型数据的数据包，并将数据通过USB口转为串口从而和上位机通信，转化电路如下图4-6所示： 图4-6 USB转串口电路5 系统软件设计这个系统的软件设计是依据 Ti公司推荐的与 CC2530芯片性能相匹配的 ZSTACK协议栈和 IAR的开发环境来设计的， ZSTACK协议栈的运行是在 OSAL操作系统上进行，通过触发事件可以实现 OSAL的任务调度， API通过添加的方式可以把 OSAL的任务添加到系统中， CC2530的内部控制系统会自动在传感器节点上对温度和湿度传感器 DHT11发送读数时的温度和湿度的度数的指示， 在温度和湿度转换完成以后， DHT11温度和湿度传感器将发出转换完成指示信号，单片机接收转换后的温度和湿度数据， 并将信号传送到协调器，协调器可以直接通过串口和上位机与 PC机进行通信，这样就可以实现对整个区域进行监控。但是在实现这一功能之前，传感器节点必须先把自己的地址发送给协调器，协调器在接收到节点的地址后就会自动把节点的地址储存起来， 在这样的条件下，用户只需按地址收集传感器数据， ZigBee数据传输模块系统是一种网络结构，由星型拓扑结构组成的。 ZigBee数据传输模块的规划包括协调器节点、终端节点。 协调器接收到各种不同的终端节点发送过来的温度和湿度信息进行加工控制，它还负责网络和维护网络的建立，终端节点首先加入含有协调器的网络，然后收集温湿度信息并发送给协调器，协调器通过串口整合数据发送到服务器， 这样的话用户可登陆网站访问。 在协调器通电后，根据编译时指定的参数，选择适合当前通信环境的网络号和信道，并对整个软件的工作流程图进行了分析。 如下图5-1所示：接收数据发送命令执行各种指令操作启动系统信道扫描建立网络建立网络成功？初始化允许节点加入是否、图5-1 协调器工作流程图协调器接收到各种不同的终端节点发送过来的温度和湿度信息进行加工控制，它还负责网络和维护网络的建立，终端节点首先加入网络的协调器，然后收集温度信息并发送给协调器，通过串口的协调和整合发送到服务器，这样的话用户可登陆网站访问。在协调器通电后，根据编译时指定的参数，选择适合当前通信环境的网络号和信道，并对整个软件的工作流程图进行了分析。如下图5-2所示：节点上电协调器建立ZigBee网络传感器接待接入ZigBee网络并开始采集数据传感器节点将数据发送给协调器协调器节点接收到传感器节点数串口上传数据上位机显示图5-2软件工作流程图硬件以及协议栈在终端节点上电后开始被初始化，自动搜索看有没有存在对应编号的ZigBee数据传输模块，如果有就自动加入无线传感网络，接下来启动并且按一定的时间规律采集温度数据，然后将采集到的数据发送至协调器，由上位机界面采用c#语言编程实，界面主要由串口控件、文本控件等组成。5.1温度监测点软件设计温度监测节点采用的芯片型号是 CC2530，软件部分使用 IAR平台开发环境来完成，用来读取温度传感器的数据， 并传输 ZigBee无线数据，并使用串口作为媒体与上位机交换数据。 上电后的温度监测节点开始扫描信道，信道的设置要和所使用的协调器的信道完一样，并且提供准确无误的身份验证信息，和数据集中器建立起连接，并加入由数据集中器所指定的特定节点的地址、以及 ZigBee网络地址和拓扑结构的参数。 每相隔一段规定的时间收集此处的温度值。 数据集中器将接收ZigBee网络传送过来的数据，下图是其工作原理。 集中器具有几个优点： 操作简单加上管理功能很强大以及其运行非常稳定可靠。 系统的灵活性很大，如果换成其它传感器，就可以用于控制其它参数的监测场合，其温度监测流程图如下图5-3所示：开始数据集中器从休眠中醒来扫描信道主动方式N收到信标帧Y监听信标帧选择父节点加入网络发送入网请求Y收到请求响应？未申请的父节点NY成功加入网络N入网失败作为冗余节点进入休眠模式接收同步数据按周期读取DHT11温度数据，并发送数据图5-3 温度监测流程图5.2数据集中器ZigBee模块软件流程当协议栈按照一定的规律顺序性地完成初始化以后，开始对无线网进行检测，然后选择合适的信道然后开始启动协调器， 这样就可以实现温度监测节点与协调器节点进行相连接，接收传输的各节点的温度值和湿度值， PC机上面显示各个温湿度的检测点的数据，同时，数据库存放各监测点的数据，这样可以对监测点的数据进行查询， ZigBee网络通信模块、数据集中器的温度和湿度控制系统是一个星状分布的头结构系统，这种设计需要 ZigBee无线网络和网络协调器两种设备，并且在软件设计时可以不需要设计网络层就能够建立无线收发程序，在 MAC层上就可以了， ZigBee无线网络的协调器指的也即是数据集中器， 系统在工作时，数据集中器工作应该在温湿度控制节点工作之前， ZigBee协议栈在节点通电后开始初始化， 能量检测完成后自动拾取相应的信道，然后建立 ZigBee网络，这样就可以让温湿度控制节点与其连接，数据集中器接收数个节点传输的温湿度值， 软件工作流程图如图5-4所示开始数据集中器从休眠中醒来能量监测，选择合适的信道启动网络建立连接接收数据，存入数据库并在液晶屏上显示数值和绘制曲线有连接请求?组？有数据请求？NYNY图5-4 软件工作流程图6 上位机显示设计6.1设计测试所需设备1数据线：USB到串行端口线(用于连接主机和连接器线)2上位机3连接器4终端（温湿度传感器）6.2系统测试设计方案6.2.1 ZigBee节点组网测试终端节点和协调节点是网络测试的两个主要节点。每个节点在下载程序后通过串行线将协调器节点连接到计算机,但终端节点与协调器节点之间的距离不能超过10米得距离，等待节点重置所有节点后。各节点会自己检测各自的功能然后自己建立网络，其他的终端节点也会自动找到中心节点并且申请加入网络，网络参数由控制中心节点发送给终端节点，终端节点把网络参数保存起来，如果由于距离太远终端节点不能与中心节点进行通信时，终端节点会自己向周围的中心节点扩播自身的信息，看附近哪个中心节点的路由距离短来确定使用哪个节点来作为自身的父节点，从而完成入网过程，最后在PC及机上看它们数据显示是否正常。6.3显示设计界面网页显示界面分为两大部分，一部分是数据显示区域，另外一部分是参数显示区域，显示区域有传感器温度，湿度和检测时间等等。设置参数的区域可以设置两个参数即可，其中一个是串口号，另外一个是波特率，其他的不用重新设置，保持原来的默认值即可，上位机的显示界面会有两个温度数据是节点发送来的本设计主要利用ZigBee网络模块实现远距离监测温湿度，在温度和湿度都非常敏感的环境下利用ZigBee对数据进行采集，上位机显示设计如下图6-1所示： 图6-1 上位机显示设计图上位机运行的核心代码如下：voidGenericApp_Send_wenshidu_Message(void)/无线发送温湿度函数floattemp;DHT11();/获取温湿度uint8temcanshu2;/读传感器值buffer0=R;/起始标志buffer1=wendu_shi+0x30;buffer2=wendu_ge+0x30;buffer3=shidu_shi+0x30;buffer4=shidu_ge+0x30;buffer5=#;/结束标志AF_DataRequest(&GenericApp_DstAddr,&GenericApp_epDesc,GENERICAPP_wenshidu_CLUSTERID, 6, buffer,&GenericApp_TransID,AF_DISCV_ROUTE,AF_DEFAULT_RADIUS);可以通过布置多个ZigBee网络数据传输模块节点来同时监控多个区域的温度，可以覆盖很广的范围，这个无线系统功耗非常低，成本非常低，不需要人值守，检测的精确度非常高，抗干扰能力非常强等特点，可以进行长时间的稳定工作不受任何外界其它因素的影响，具有非常高的利用价值。结论该设计方案主要使用的是一种基于ZigBee技术的监控无线网络系统，主要作用于温室监测的方面。 实验结果表示。 使用ZigBee技术监测温室环境是可行的，而且得到了预期的结果，以下是一些内容的总结。 此次的设计因为时间比较紧迫加上我自己设计水平不够，也由于对 ZigBee无线网络就技术了解不够， 还有很多不足的地方，还有许多技术需要研究和发现，包括以下这几个方面： 网络拓扑结构的设计方法、路由控制的设计方法、能量因素的分析、数据的融合技术等其他问题。展望本文设计的温室无线传感网络系统如果要实现产业化，能进行实际应用和满足市场的需求，尚有一些工作还要做，下面是对系统改进的一些建议，但愿对未来的发展有很好的启示。1)网络拓扑控制在ZigBee无线传感器技术中起着非常重要的作用，在这个项目中，只有控制温湿度网络的研究在网络领域完成。今后，有必要研究对等网络的网络，使其能够形成更加复杂的网络结构，实现长距离，多节点的网络应用。2)ZigBee无线传感器网络路由具有以下特性及功能。分开运行、没有环路、单项链路可以连接，安全性，能源利用率高并且多条路由可以同时维护，因此ZigBee网络需要一种控制和为自己的路由协议。3）项目的能源问题是系统的关键点。在网络设计中应该考虑两个原则：第一应该尽量减少一些没有实用的功能，可以适量增加无线网络的工作时间。第二，我们通过使用专门的协议来提升无线网络效率，在物理层，尝试用带宽很宽的通信技术。不仅如此，我们还应该找到一些其它方法，使用可再生能源，比如太阳能或者风能以及生物能源等的电力网络。致谢经过近期一段时间的繁忙，毕业论文的写作也即将结束，由于水平有限，有很多地方需要考虑。如果没有陶昆老师的悉心指导和我身边的学生的支持，我可能就无法单独完成这个设计了。大学生活即将结束在这四年中，有挫折，有损失，有艰辛，同时也进步，成功和幸福。写论文这个艰难又锻炼人的意志力的特殊时期，此时此刻，我要感谢我身边的所有人，心里也有很多感激的话想说，在完成这篇论文的过程中，我要向我的指导师陶昆表示衷心的感谢，非常感激陶昆老师一次又一次的指导和帮助，在我的大学学习和生活中给了我很多的关怀和指导。陶昆老师以他严谨求实的学习方法，深厚的知识，创造性的思维，丰富的实践经验，愉快谦虚的品格，对我产生了深远的影响，使我在人生的各个领域学到了很多宝贵的经验，专业知识和技能。参考文献：1 王小强，欧阳骏，黄宁淋，ZigBee无线传感网络设计与实现，北京：化学工业出版社，201252 高手玮，吴灿阳ZigBee技术实践教程，北京：北京航空航天大学出版社，200963 瞿雷，刘盛德，胡咸斌ZigBee技术及应用，北京：北京航空航天大学出版社，200794 吕强，刘玉华，刘志军，王国胜基于ZigBee的无线温湿度检测终端设计科学技术与工程,200812;8(23)5 ShahinFarahaniZigBeeWirelessNetworksandTransceivers,ElsevierLtd,20086 SensirionSHT11Datasheethttp/wwwsensirioncom/en/pdf/Datasheet2SHT1x2SHT7xpdf7 原拜，苏鸿根。基于ZigBee技术的无线网络应用研究J计算机应用与软件。2004（6）8 8 杨庚ZigBee无线传感器网络的研究与实现:(硕士学位论文)杭州:浙江大学，20069 9 冯平鸽，冯琳，魏振春Zigbee技术在家庭网络中应用的一种网络模型河南科技大学学报(自然科学版)，2005,26 (6):43-4710吕强，刘玉华，刘志军基于ZigBee技术的无线温度检测终端设计J科学技术与工程，2008年23期11宋文无线传感器网络技术与应用M北京:北京理工大学出版社，20070812贺文基于IEEE8021_54/ZigBee无线传感器网络的研究D浙江大学硕士论文，20060_513封瑜，葛万成基于zigbce技术的无线传感器网络的构建与应用J数字通信世界，20060814 Chihfan Hsina Mingyan LiuSelf-monitoring of wireless sensor networksJComputerCommunications，2006915ShahinFarahaniZigBeeWirelessNetworksandTransceivers,ElsevierLtd,200816SensirionSHT11Datasheethttp/wwwsensirioncom/en/pdf/Datasheet2SHT1x2SHT7xpdf附录系统全部硬件图1终端源代码#include OSAL.h#include AF.h#include ZDApp.h#include ZDObject.h#include ZDProfile.h#include GenericApp.h#include DebugTrace.h#if !defined( WIN32 ) #include OnBoard.h#endif/* HAL */#include hal_lcd.h#include hal_led.h#include hal_key.h#include hal_uart.h#include DHT11.h/* RTOS */#if defined( IAR_ARMCM3_LM )#include RTOS_App.h#endif / This list should be filled with Application specific Cluster IDs.const cId_t GenericApp_ClusterListGENERICAPP_MAX_CLUSTERS = GENERICAPP_CLUSTERID;const SimpleDescriptionFormat_t GenericApp_SimpleDesc = GENERICAPP_ENDPOINT, / int Endpoint; GENERICAPP_PROFID, / uint16 AppProfId2; GENERICAPP_DEVICEID, / uint16 AppDeviceId2; GENERICAPP_DEVICE_VERSION, / int AppDevVer:4; GENERICAPP_FLAGS, / int AppFlags:4; GENERICAPP_MAX_CLUSTERS, / byte AppNumInClusters; (cId_t *)GenericApp_ClusterList, / byte *pAppInClusterList; GENERICAPP_MAX_CLUSTERS, / byte AppNumInClusters; (cId_t *)GenericApp_ClusterList / byte *pAppInClusterList;/ This is the Endpoint/Interface description. It is defined here, but/ filled-in in GenericApp_Init(). Another way to go would be to fill/ in the structure here and make it a const (in code space). The/ way its defined in this sample app it is define in RAM.endPointDesc_t GenericApp_epDesc;byte GenericApp_TaskID; / Task ID for internal task/event processing / This variable will be received when / GenericApp_Init() is called.devStates_t GenericApp_NwkState;byte GenericApp_TransID; / This is the unique message ID (counter)afAddrType_t GenericApp_DstAddr;uint8 buffer30;/传感器数据/* * LOCAL FUNCTIONS */static void GenericApp_ProcessZDOMsgs( zdoIncomingMsg_t *inMsg );static void GenericApp_HandleKeys( byte shift, byte keys );static void GenericApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pckt );static void GenericApp_SendTheMessage( void );void GenericApp_Send_wenshidu_Message( void );/温湿度函数void GenericApp_Send_Guangqiang_Message(void);uint16 myApp_ReadLightLevel( void );void GenericApp_Send_GAN_Message( void );uint16 myApp_ReadGasLevel( void );float MQ7_deal(uint8 * voltage_value);uint8 Delay_nus(uint16 i);#if defined( IAR_ARMCM3_LM )static void GenericApp_ProcessRtosMessage( void );#endifvoid GenericApp_Init( uint8 task_id ) GenericApp_TaskID = task_id; GenericApp_NwkState = DEV_INIT; GenericApp_TransID = 0; / Device hardware initialization can be added here or in main() (Zmain.c). / If the hardware is application specific - add it here. / If the hardware is other parts of the device add it in main(). GenericApp_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)Addr16Bit; GenericApp_DstAddr.endPoint = GENERICAPP_ENDPOINT; GenericApp_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0000; / Fill out the endpoint description. GenericApp_epDesc.endPoint = GENERICAPP_ENDPOINT; GenericApp_epDesc.task_id = &GenericApp_TaskID; GenericApp_epDesc.simpleDesc = (SimpleDescriptionFormat_t *)&GenericApp_SimpleDesc; GenericApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs; / Register the endpoint description with the AF afRegister( &GenericApp_epDesc ); / Register for all key events - This app will handle all key events RegisterForKeys( GenericApp_TaskID ); / Update the display#if defined ( LCD_SUPPORTED ) HalLcdWriteString( GenericApp, HAL_LCD_LINE_1 );#endif ZDO_RegisterForZDOMsg( GenericApp_TaskID, End_Device_Bind_rsp ); ZDO_RegisterForZDOMsg( GenericApp_TaskID, Match_Desc_rsp );#if defined( IAR_ARMCM3_LM ) / Register this task with RTOS task initiator RTOS_RegisterAp