[【毕业设计】基于zigbee的环境监控系统设计 开题报告

本科生毕业设计开题报告题目基于ZIGBEE的环境监控系统姓名焦艳学号20110311102指导教师李颀班级信工111班所在院系职业教育师范学院毕业设计（论文）开题报告表课题名称基于ZIGBEE的环境监控系统课题来源生产实际课题类型电子信息类指导教师李颀学生姓名焦艳学号20110311102专业电子信息工程课题的意义以及国内外发展状况1、课题的意义近年来人们对健康储物意识逐步加强，不断加大对改良储室环境的科技投入，但目前还是主要使用化学药剂来防治虫、霉，以确保所需储物的储存安全。但由于长期单一或不当的使用化学药剂，不但在杀虫不彻底时使害虫的抗药性不断增加，而且对物品、环境造成污染，危害生产质量或人类健康。由于在一定的温度、湿度下，可以抑制虫、霉菌的生长；在一定的光照度以下，可以对储物起到良好的保存作用。故在该设计中，采取控制储物室的温度、湿度以及光照度来储存物品。然而为保证储物室的环境能稳定在一定的范围内，需要温度、湿度以及光照度控制终端和各种、各位置的传感器进行协调工作。所以，考虑这一点，本设计中就用到了ZIGBEE无线通讯技术。通过ZIGBEE，实现自动化控制数据传输，从而实现传感器与温控、光控等终端以及传感器与传感器之间的的协调工作，使储物室的环境形成一定要求的平衡。随着21世纪社会经济的迅速发展，人们对能够随时随地提供信息服务的移动计算和宽带无线通信的需求越来越迫切。无处不在的网络终端，以人为本、个性化、智能化的移动计算，以及方便快捷的无线接入和无线互连等新概念和新产品，已逐渐融入人们的工作领域和日常生活。如今短距离无线通信技术发展突飞猛进，其应用日新月异。ZIGBEE是其中一种具有代表性的短距离无线通信标准。ZIGBEE具有很广阔的应用前景。ZIGBEE技术将主要嵌入在消费型电子设备、家庭和建筑物自动化设备、工业控制装置、电脑外设、医用传感器、玩具和游戏机等设备中，支持小范围的基于无线通信的控制和自动化等领域中的应用，同时还支持地理定位功能。ZIGBEE具有很广阔的应用前景。2、国内外发展状况（1）国内尽管国内不少人已经开始关注ZIGBEE这门新技术，而且也有不少单位开始涉足ZIGBEE技术的开发工作；然而，由于ZIGBEE本身是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须同网络传输、射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起，因而深入理解这个来自国外的新技术，再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套队伍，本身就不是一件容易的事情。因此到目前为止，国内目前除了少数几家公司外，有关ZIGBEE开发的公司还很少；但可喜的是随着国内公司的ZIGBEE各系列的实用开发系统推向市场，目前各大高校以及公司相继加入到了ZIGBEE的开发行列中。（2）国外2000年12月IEEE成立了IEEE802154工作组，形成了IEEE802154标准，此正是ZIGBEE的基础。2002年8月，ZIGBEE联盟成立，由英国INVENSYS公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司组成，如今已吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入。在ZIGBEE联盟和IEEE802154的推动下，ZIGBEE技术结合其他无线技术，可以实现无所不在的网络。在IEEE802154中，总共分配了27个具有三种速度的信道在24GHZ频段有16个速率为250KB/S的信道，在915MHZ频段有10个40KB/S的信道，在868MHZ频段有1个20KB/S的信道。其中24GHZ是全球通用的ISM频段，915MHZ是北美的ISM频段，868MHZ是欧洲的ISM频段。ZIGBEE联盟对IEEE802154标准网络层协议和API进行了标准化，制定了基于IEEE802154，具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。ZIGBEE联盟对ZIGBEE标准的制定IEEE802154的物理层、MAC层及数据链路层，标准已在2003年5月发布。ZIGBEE网络层、加密层及应用描述层的制定也取得了较大的进展。V10版本已经发布。其他应用领域及其相关的设备描述也会陆续发布。ZIGBEE联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄露其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。韩国第三大移动手持设备制造商CURITELCOMMUNICATIONS公司已经研制成世界上第一款ZIGBEE手机，该手机可通过无线的方式将家中或是办公室内的PC、家用设备和电动开关连接起来。这种手机融入了ZIGBEE技术，能够使手机用户在短距离内操作电动开关和控制其他电子设备。本课题的研究内容、方法、手段及预期成果1、本课题的研究内容（1）基本要求实现对储物环境参数（温度，相对湿度，光照度等）的智能检测与控制，使其达到合适的储粮环境。（2）基本原理与硬件组成硬件部分包括硬件的选用，传感器和ZIGBEE模块、PC的连接下图为实验硬件图示。每个节点都由33VCC2530射频芯片组成。PC和固定节点之间使用RS232口连接。移动节点可以由USB供电，也可以由3节15V电池供电。计算机ZIGBEE网关电源温度照度湿度控制器复位图（1）计划的系统设计框图软件部分制作一款软件使其适用于环境监测系统，包括数据的采集、比对，以及之后的显示和控制操作开始初始化CC2420模块为主控模块模块为主控模块模块为主控模块通过ZIGBEE与采集和控制模块通信初始化SHT11控制相应的继电器将采集数据通过串口送给PC读取温湿度和光照度将数据通过ZIGBEE发送给主控模版是否需要控制NYYNNYY图（2）软件设计流程图2、本课题的预期成果系统能对大面积的多点温度，湿度以及光照度进行监测，并将数据传输到PC机上进行数据存储与分析。整个监测网络是由基于ZIGBEE技术的无线温、湿度传感器节点和ZIGBEE无线网关组成。无线温、湿度节点放置于需要测量的现场，执行温度和湿度数据采集、预处理和发送等工作。通过无线传感器发送给接收节点，最后实时的显示温、湿度信息和烟雾情况。任务完成的阶段安排及时间安排周次设计（论文）任务及要求13查阅有关资料和书籍，完成开题报告45毕业实习67选取适合的传感器，完成系统硬件设计810系统软件编程，实现传感器数据采集1114系统软硬件联合调试，实现环境参数调控1415完善软件及硬件系统，论文初稿准备16整理论文资料，准备答辩参考文献1高军,丰光银,黄彩梅基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统J现代电子技术,2010,3312042062吴呈瑜,孙运强基于ZIGBEE技术的短距离无线数据传输系统J仪表技术与传成器,2008,538513万力,王鹏基于ZIGBEE技术的温湿度监测网络设计与实现J低压电器,201030334毛玉蓉基于ZIGBEE技术的无线传感器网络研究J化工自动化及仪表，2010,371091945柴淑娟,赵建平基于ZIGBEE技术的无线数据传输系统J通信技术,2010,84330346景军锋,李嘉琨基于ZIGBEE技术的无线温度采集系统J微型机与应用,2009,2333357王东,张金荣利用ZIGBEE技术构建无线传感器网络J重庆大学学报自然科学版,2006,298951108徐爱钧用IAREWARM开发嵌入式系统时目标代码的链接与定位J长江大学学习园地,2007,47981