基于zigbee技术的家居环境监测系统的设计与实现最终

基于ZigBee技术的家居环境监测系统的设计与实现摘要：环境是人们赖以生存的必要条件，随着现代化信息技术的迅猛发展和提高，人们对自己的生活环境有了更高的要求，希望自己的生活环境健康、舒适。近些年，特别是人类在信息技术上的快速发展，使得各种无线通信技术有了前所未有的突破，无线技术在智能家居上的应用将越来越广泛。因此，本文利用ZigBee技术设计出了这种无线家居环境监测系统。该系统中，传感器节点（即终端节点）可以选择温度、湿度、亮度等传感器，并且可以根据需求添加或减少传感器节点。所以本文无线网络终端模块选用的CC2530芯片为平台，以实现信息数据的接收与发送。此芯片内置8051内核的单片机内核，并有一定的内存空间，故只要加上些少许外围电路就可以实现功能，无需再加单片机。在数据接收端（即协调器节点）收到的数据处理传送到PC机上显示。为了让用户方便监测数据，本文在PC机上设计了显示界面，让人们更加方便操作及监测数据。本系统运行可靠，能正确获取环境数据，实现实时监测。关键词：ZigBee;无线传感器网络;环境监测;智能家居Design

and

Realization

of

Household

Environment

Monitoring

System

Based

on

ZigBee

TechnologyAbstract：Environmentisanecessaryconditionforsurvival.Withtherapiddevelopmentandimprovementofmoderninformationtechnology,peoplehavehigherrequirementsfortheirlivingenvironment.Theyhopetheylivehealthilyandcomfortably.Duringrecentyears,especiallythequickdevelopmentofinformationtechnologywhichenablesallkindsofwirelesscommunicationtechnologytoimproveunprecedentedly.So,thethesisutilizesZigBeetechnologytoexploitanddesignthewirelesshomeenvironmentalmonitoringsystem.Inthesystem,thesensornode(aswellasterminalnode)canchoosetemperature,humidity,brightnessetc.Therefore,thewirelessnetworkterminalmoduleofthethesischoosetheCC2530chipastheplatformforrealizingreceivingandsendingoftheinformationdata.Thechiphasasinglechipwith8051coreandhascertainmemoryspace.Thus,itcanrealizeitsfunctionbyaddingalittleperipheralcircuitwithoutextrasinglechip.Thereceiveddataprocessinginthedatareceivingterminal(thatiscoordinatornode)sendtoPCforpeople’sreal-timemonitoring.ThethesisdesignedthedisplayinterfaceinPCforpeople’soperationanddatamonitoringconveniently.Thesystemworksreliablywhichcanobtaincorrectenvironmentaldataandrealizerealtimemonitoring.Keywords：ZigBee;Wirelesssensornetworks;environmentalmonitoring;smarthome目录TOC\o"1-3"\u悄前言玩1浮第1梦章陕绪没论巾2沫1.扇1克本很文的输研究狭背景烦2蓬1.爪2尤智棋能家埋居环捷境监马测系磁统的阶特点滩2父1.少3疼本抄文主昆要研应究内沉容粉3惧1.纺4住械开发孟工具盏及开凝发环采境的籍介绍班3皮1.艰4.固1呢系缘统软惜件开顶发环粘境介款绍疲4即1.怪4.达2剖上同位机称软件灿开发遣环境陡介绍贴5胶第2蜘章开Z祥ig诸Be柿e技游术的龄概述驻7势2.扛1库Z昏ig屯Be作e技诞术的拦概念重7扛2.尸2绒Z愿ig远Be摇e技蹲术的驾特点恨8涌2.这3膜Z超ig规Be亡e网絮络设勇备组椅成和该网络购结构外8疏2.完4扑Z硬ig端Be象e的型协议阔分析电10宾2.壶4.阻1藏网柴络层拔（N不WK枝）意10超2.崇4.抚2柔应蜘用层误（A烟PP滥）模11慨2.非5倦本犁章小邮结捎12压第3卵章芝系贺统的鸭总体柏设计袍13饱3.车1欢系条统结斜构适13亡3.写2着系略统功楚能定稻义耐13扭3.亮3置系福统设派计要山求所15鞠3.条4压本斤章小竿结马15股第4荐章渗系贫统的轨硬件浙设计忙16锋4.吨1堡Z逆ig售Be条e硬稳件选泊型棵16悔4.柳2松节饼点硬赠件设恢计蛇18奶4.风3特本预章小梢结蝇21贵第5舒章筛系约统的父软件膜设计贞及实捧现躁22关5.伶1电软颠件部严分总悠体介怀绍靠22烤5.隐1.传1很软惑件设坏计整邀体流盛程些22呀5.沸1.剧2构协割调器可的自勒动组坝网流覆程猜22耻5.杠2霜协驶调器秤节点哈软件辈实现压25拉5.独3窄传恐感器贴节点训软件喇设计培27鞠5.多4扶本滥章小厉结璃28舍第6革章像上厦位机贼软件舒实现畏及测剂试伞29失6.零1饰上机位机游软件给实现勇29箱6.省2算软娇件测却试扁30液6.齐3院本学章小助结举32搜结束近语膀33同参考术文献她34叫致谢倍35前言猛自人奏类诞蛮生以第来，枝人们翅一直骨都在廊努力靠改善忘和提宗高着俭自己象的生谷活和诸居住才条件吃。随抱着工技业革镰命和繁信息把技术伸革命队的成那功，铅进入躁21有世纪税后，话人类极的各旨种技求术包湖括通统信技贝术、价计算旁机网宝络、绵控制拘理论坐、互纳联网禁等都番有了母很大瞧的发妈展，瓦另外惧，经北济的嗽发展妖也使梅我们泛都希启望居省住在繁一个鸣舒适惕的家虏居环鹅境中工，只邻有这吐样我励们的值生活移才会点更好救，身宿体才声会健吨康。亭由于职人们系又了疮这种猛想法仓，由娇此智忠能家到居翠(S筒ma掘rt欣H沸om肆e)诱[1切]毫系统慕也就碗越来宾越多冷的被么人们客所重童视了逐。研输究人弱员希欧望能费通过镜这种艳新的替技术尿将家第居中诱各种湾智能招化的红设备慎、家苍用电治器和逢家庭番安防祖设备册等整族合一必个智快能化予的系乡统上陷进行拔资源赢共享神、分杨析、两控制民和管强理这竭些设樱备，椅控制煮这些激设备替来对呼家居棕中的圣环境疯参数尘符合铃人们六舒适沾居住杏使用摊的要进求，蚀营造吵一个流良好陪的环首境舒[2枯]幼，从洞而可断使用锻户能费够居宝住在两一个黄更高拴要求径的环牺境中灰。杰本文攻研究母设计唐了一鸣种智择能家当居环聋境监促测子债系统慢，实陆现对恒家庭个环境千的实趁时监款测，袄实时咽为用猾户提四供可柜靠并地且全转面的蜡环境牛信息朽。智析能家宿居系器统中难一个笨非常篮重要岁的部湿分就息是本胳文所拉研究现的环主境监沉测子恼系统禾。在还这个岩系统掠中，鬼人们杆可以晶获得购实时吊的居宿住环简境信传息，赛如温杂度和割湿度梁、各熟种有预害气参体的终浓度歼、光根照强搬度、张火灾赢信息仁等。坚同时赔，此有系统境中传灵感器制所得燃到的犬环境胆参数德可以印为其微它家梨居设怠备做博决策覆参考骆，最洒终由也智能熟家居字系统平实现妹对家绵庭环否境的透智能皆调节肚，比盏如，致当测买量到柏的光哲照强贡度高雁于用珠户设易定的唱一定灿值的滩时候执，系再统就吨将启希动自独动窗纤帘系宏统的煤马达匙，自锁动将羊窗帘巴关到颈一定耕程度利，以友降低刮室内矩的光臭强度桐，适肝合居汉住；伏又如密，当杜温度贿值偏乎低时万，系药统就眨将启践动空淘调设唇备进葬行工烂作，挣来增头高室喇内温针度。蓄因此阴，智旋能家侨居系彩统为叔用户贯提供末了安调全、坊舒适里、便手捷生乔活的药环境照，从堵而使浩环境挽监测叔子系示统成斑为了未智能看家居高系统归的一浇个非洗常重秋要关鲁键部村分与贵基本条环节泪，能料否拥旧有一柱个好横的智随能家康居系汉统的初关键委在于伏能否竿设计们出好眉环境若监测疗子系兄统，蚊这对维改善蜡人们质生活纤环境滥的舒漂适度涌具有职非常在重要咸的意南义。占第1创章交雅绪论维1.面1半本栏文的租研究杂背景恩随着冷计算致机软煤硬件茧技术慕、网迈络技母术和咬工业驱综合器自动妈化系叹统整们合水狠平的销不断猫发展勇，对缓监控在数据恒传输榨的实扒时性距、数摩据接改口的纲开放傍性以迁及数谎据链约接的棵安全虽性的厦要求阿越来坐越高绑，有梅线控卫制网夜络的叙局限齐性也蚀越来晃越突我出，申无线辱的优略势也捧越来男越明液显。侵其中稳Zi宣gB布ee障短程说无线竹网技烈术以战其数驳据传瓶输安识全可嚷靠、缠组网克简易冶灵活预、设遗备成论本低方、电趴池寿办命长斯等优陷势，敌在工脾业控笔制领想域中结展现喜了深倡厚的砌发展茶潜力寇[2皮]义。丙将设别备数环据采逼集之出后再去通过编无线享Zi继gB手ee龟网络塑进行短传输床是Z辅ig拒Be谜e技寄术在膝工业栏现场祖环境版中的唐一种柴应用测，这诱种新边兴的沈技术盲必将献给工仔厂现翼代化词注入贞新的予活力汪。璃传统获的工衡业数肠据采秒集与杯控制况系统橡，其唇数据捷传输雹一般诞以工铸业控野制总辈线作剃为介耍质，禾以致啊大都历局限鞭于本片地的固近距掘离范皆围之宽内应习用。墓随着凭国民沉经济被发展蜘，企你业及谷机构灰的管勤理规支模不截断扩绘大，念其需托要管舍理与许控制滩的对疤象更宁趋多气样性芽，甚妇至具愧有流局动性服，分忘布的液范围春也涉今及到封不同下的地问域。火为了偷对这闸些分直散的植对象桃进行鱼有效美的集裙中管豪理，鞭对远乖程及越移动胃数据舅采集揉与控姑制的叹需求景也就萄日益涛迫切梨[3率-4但]距。绝Zi垮gB成ee手技术植填补降了低修成本巷、低扑功耗荡和低知速率围无线语通信腔市场协的空董白，唯其使阵用的全便捷推性是获该技届术成戚功的鞠关键火，它裕适用厚于短艰距离正小范段围的挤基于眨无线朝通信乎的控胁制领岂域，客必将焰在工脊业自征动化形等领事域得厚到广丸泛的偏应用典[5咳]会。晋数据祥采集诱技术煌已经六相对道成熟慕，将马它重衰新构嚼建于该Zi例gB模ee枣网络抄平台嘴之上黄，将厅成熟划技术脑的稳赛定性滩和新动技术涝的便身捷性芳充分使结合吊起来机，这府种结蓄合对体于工隔业现已场十以分必午要。敲减少笋了在始某些翻场所穴有线洽网络退布线泰以及马工人款人工考采集挎数据坛的不差便，颈同时什可以奉方便盗的于阻各种凉传感睁器搭蚂配用蚀于不咱同的腔场合乡[6姻]关。皇1.解2扔示智能店家居帜环境衣监测忆系统躲的特没点孩无线勾环境鉴监测元系统条拥有刚全面恭、可幸靠的粥环境兄信息兽采集消分析顶能力荒。为头了实图现环色境信宣息监村测的讯精确续性、槐全面惰性并冒且方务便使袋用，舒本文蝶的环稳境监单测系搏统应冒具有殊以下拳各种垫特点牧：涛(1衡)挎多对陕象监赢测纷环境惠监测恩系统北需要拾检测谊多种往环境眠信息架，如提：温减度、察湿度拘、镰有害身气体夸浓度第、光迷照强曾度等汪。这哨样才规能为赤用户怪提供宇全面想的环屡境信配息参薄考。统(2紫)堆多点援监测救需要非对同另一环照境参厅数在滔不同炉地点贵和不概同时肢间分惜别进剪行测农量，躺这是升因为哭环境普中各上种环线境信程息不辽同的衫时间争和空扶间上例分布令不具远有均跃匀性炭，由扇此实绑现监确测的鹿全面妨性和淡高精抽度性灾，甚盒至有炸时需碌要对披同一砍环境柿参数钱在多饺点进变行测美量。寇(3嚷)碰系统喜灵活升当有攀新的皮环境椅参数序被要萌求测廉量时阁，系毒统的奖可扩虎展性片要求细灵活陈，方井便增艰加节具点，只以降阴低成让本。贷1.扔3驱本陆文主山要研蜓究内旬容找随着宜我国陪经济映和科本技的培迅猛锁发展谜，人猪们的奖生活泰水准属越来学提高锦，日邀常家抢居的轿环境条更受虎到了负人们拦的关汽注朵。肝近年大来随捉着家勺庭装拐修时贿工业次板材差及其岩他有今毒气辜体释军放源妨的使恭用，蝴室内愚的环浪境不蔽容乐世观。店这就糕要求追有各厚种有傻害气扬体监腊测功题能的挑家居售环境绳监测缺系统暴介入炎，为衔我们针营造终一个凳安全枣健康售的家猾居环扫境。省此课斧题旨打在设丸计出俯一款晚能够英快速肺、实务时、越准确冒连续输地测其出空占气中飘温湿牺度、岂一氧石化碳谎、光毙照强炸度等鬼的环势境监饶测系缘统，荐使用山基于遇Zi她gB购ee纯短抬距无咏线通帜讯技眠术，陈环境粗信息淹采集议模块毯与显杏示终柱端实责现无孕线通俊信，转省去近了传孙统布刻线的统麻烦名。答根据守以上哭介绍岩，本智文的塞主要失研究纽如下民：到(1吵)Z枣ig企Be被e忘协议衫的介屯绍。谱主要挪介绍愉了善Zi尾gB面ee筋协议役中各宫个部鼓分的怎组成日和数闻据结些构，过并对套各层冈中的斗重点座内容膊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簇状（Cluster）

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