物联网13-2wsn课设题目基于ZigBee技术室内环境监控系统

需求的调研，基于ZigBee技术设计并开发了一套能够对室内环境参数进行和室内设备进行定位的室内环境智能监测系统。本文以ZigBee技术作为理论支撑平台，采用基于模块化的思想，以Coetex-A8作为嵌入式ARM网关节点，以CC2530作为路由器节点与传感器节点的，设计并完成了整个室内环系目研究背景与意 研究内 ZigBee技术概 ZigBee特 ZigBee协议 节点类 拓扑结 地址类型及ZigBee寻 系统设 系统架 硬件设 软件设 系统功 室内环境系统的特 总 参考文 研究背景与意1所示：1研究本文以基于ZigBee技术的室内环境系统为研究背景,利用ZigBee技术作为支撑平台,将温湿度传感器、光照传感器、雨滴传感器、火灾传感器及感应传感器等传感器节点到的数据信息通过ZigBee网络汇聚到网络中的网关节点,WifiAndroid上位机软ZigBeeZigBee协议中各层的功能及参考模型感应传感器等传感器的集成应用例如通过温湿度传感器的数据反馈控度及灯光亮度的调节等等。本室内环境系统的整体架构、功能及各模块结构介绍本室内环境系统的硬件与软件设计ZigBee技术概ZigBee特ZigBee是一种短距离、低功耗的无线网络技术，主要由ZigBee制定，其底层是采用IEEE802.15.4的MAC与PHY层ZigBee是一个标准，它为低数据速率、窄带无线网络定义了一系列通信协议。ZigBee可工作在2.4GHz、868MHz915MHz3个频段上,250kbit/s、20kbit/s40kbit/s10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：低功耗。由于ZigBee的传输速率低,仅为1mW,而且采用了62年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫开发成本低。由于网络协议简单,开发时间成本较低,而且ZigBee协,ZigBee技术规范的价格低廉的,低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。30ms,15ms,15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制应用。网络容量大。一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备100ZigBee网络,而且网络组时隙,避开了发送数据的竞争和。MAC层采用了完全确认的数据传输模AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属MLME-ZigBee协议MLME-ZigBee2应用程序框公应用程序框公接APSDE-APSDE-应用支持子层NLDE-网络层MLDE-MLME-介 层PD-PLME-物理层路由管消息中安全管消息中安全管网络管应用设应用设APSME-各层功 各层接图 ZigBee协议体系结ZigBee协议栈建立在IEEE802.15.4的PHY层和MAC实现了网络层和应用层。在应用层内提供了应用支持子层和ZigBee设备对象，应用框架中则加入了用户自定义的应用对象ZigBee的体系结构由称为层的各模点物理层管理服 (PLME-PLY(PHY射频服 (RF-3MAC层负责处理所有的物理无线信道，并产生网络信号、同步信号；PANMAC实体之间可靠的链路。MACMAC层公共部分数据务接入点(MCPS-MAC层管理服 (MLME-介 控制MACMAC层个域网信息(MAC物理层数据服 (PD-物理层管理服 (PLME-图4上层实网络层数据实体务上层实网络层数据实体务接入NLDE-网络层管理实体务接入NLME-网络层数据实网络层管理实介 控制公介 控制层部分服务接入 理实体服务接入MCPS- MLME-介 控制网络层信息5ZigBee应用层框架包括应用支持层、ZigBee设备对象和制造商所定义的应ZigBee设备对象的功能包括：定义设备在网络中的角色，发起和响应绑定请求，在网络设备之间建立安全机制。ZigBee设备对象还负责发现网络中的设ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是厂商自定义实体服务接入实体服务接入务接入务接入NLME-NLDE-网络层管理实体网络层数据实体APSME-APSDE-应用支撑子层管应用支撑子层数6节点类ZigBee网络由一个协调器以及多个路由器和多个终端设备组成，7所示。协调 路由 端节

7ZigBeeID(PANID)，随后启动整个网络。协调器也可以用来协助 拓扑结ZigBee主要界定了和应用框架层，通常它的网络层支持3种拓8所示。星型网 网状网 树状网协调 路由 端节8星型网络星型网络由一个PAN协调器和多个终端设备组成，只存在PAN协调器与终端的通讯，终端设备间的通讯都需通过PAN协调器的转发。 地址类型及ZigBee寻ZigBee设备有两种类型的地址。一种是64位IEEE地址，即MAC地址，另一种是16位网络地址。64位地址是全球唯一的地址，设备将在它的生命周期中一直拥有它。它通常由制造商或者被安装时设置。这些地址由IEEE来和分配。16系统系统架上位网关结ZigBeeZigBee技术的室内环ZigBee网络中的协调器节点与端节点的上位网关结终端结路由器结终端结(火灾传感器路由器结终端结 终端结 ZigBee网络采用树型拓扑结构，传感器硬件设网关LCD显示按键模ZigBeeZigBee网络的WifiARM网关LCD显示按键模网关Coetex-电电时图10其中，网关节点的射频天线模块用来接收和发送电磁波信号，LCD显示模路由器节LED显示时主要靠电池给其供电。它主要由电源模块、时钟模块、C2530、射频天线模块D1所示：LED显示时电源模电源模11其中，路由器节点的射频天线模块用来接收和发送电磁波信号，LED显示传感器节时时部传感器部传感器模LED显示电其中，传感器节点的射频天线模块用来接收和发送电磁波信号，LD显示模信号调理模块主要包括A/D转换、放大、滤波等，实现对物理信号、信软件设13所示：13系统功基于ZigBee技术的室内环境系统的功能及各模块的介绍如下路由器节点：实现数据包的路由与转发，扩大网络覆盖范围传感器节点：实现对环境信息，并通过ZigBee网络发送环境数据动环境数据。境，本文设计的环境系统主要涉及以下参数：、温温湿度是对周围环境最敏感的要一温湿度传感器节点在用户的设Wifi传送到上位机软件上。用户通过对比的室内外温湿度信息及空调设备此时的工作参数然后根据平时的生活节点，通过多点温湿度信息，提高的温湿度数据的精度。、亮窗户外的雨滴传感器节点在下雨时可以雨滴信息并将数据传送给网关火灾情况监测也是室内环境系统必不可少的一部分布置在室内的火灾室内环境系统的特、多对象为了提供全面的室内环境信息本室内环境系统对多个室内环境因素进、多点统对同一对象进行多点。本系统具有良好的灵活性与鲁棒性能很方便地增加或减少对象或者点，当某个节点发生故障时也不会影响整个系统的工作。、系统简单易操的操作。总与趋势做了分析。根据目前市场对智能家居室内环境的需求，选择ZigBee无线网络技术作为智能家居环境系统的解决方案。以ZigBee无线网络技术居环境系统的需求以及对ZigBee无线网络技术的了解设计了本系统的整参考文[1