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基于ZigBee的室内环境监测系统开题报告

 2021-12-31 10:12  

全文总字数:2094字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目前,智能家居在国内已经显露出蓬勃发展的势头。智能家居于80年代中期在美国出现,在上世纪末传入中国,以一种全新的概念和方式在中国不断发展的信息市场上孕育,如今,智能家居已经成为人们生活的一种潮流。而本文的选题正是智能家居的一部分,智能家居是以住宅小区为基础平台,个人住宅为基础单位的,兼顾设备智能化、通信网络化、家电信息化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、安全、舒适、便利、环保的人文居住环境。

本文的选题正是基于无线传感网络的环境信息检测系统,很好的切合了智能家居的定义,而且在无线网络的基础上,传输监测到的环境参数,供以用户观察,并提供友好的用户界面给用户去实时的观察所居住的环境的环境参数,并设置相关的报警参数,极大的方便和改善了用户的居住和生活体验。

国内外研究现状

ZigBee是一种新兴的短距离无线通信技术,与蓝牙类似,其无线传感网络技术基于IEEE802.15.4通信协议,在此协议的规定下,ZigBee技术成为了一种短距离的、低功耗的无线通信技术。无线传感网络具有广阔的应用前景,能应用与环境监测、城市管理、生物医疗、卫生保健、抢险救灾、工农业控制、危险区域过程控制、防空反恐、国防军事等领域。在传感器网络的关键技术方面,国内外已有许多研究成果。传感器网络中的数据管理技术正成为传感器网络中的一个研究热点。国内外很多大学都开展了传感器网络数据管理技术的研究,主要研究内容涉及数据管理的体系结构、数据建模与查询语言、传感器数据的存储和索引、传感器数据查询技术、以及面向查询处理的基础设施、原型系统研制等。

2. 研究的基本内容

本文主要的研究的主要内容是一种基于ZigBee的室内环境检测系统,根据室内环境监测传感器网络,监测室内家居环境,主要包括室内温度、湿度、气压、烟雾等室内环境参数的监测。

在无线传感网络中,ZigBee终端节点直接或间接地通过ZigBee路由器节点将感知的环境信息发送到ZigBee汇聚节点,实现对室内环境信息的感知与传输,之后,利用ZigBee内嵌的芯片进行嵌入式编程,通过内嵌芯片与ZigBee汇聚节点的串行通信,实现从ZigBee汇聚节点采集无线传感器网络ZigBee终端节点感知的室内环境信息,终端接收到反馈信息之后,通过对反馈数据的处理,然后将数据进行可视化处理,,从而实现对室内环境的实时监测。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2016.12-2017.1.15

根据预定的目标完成选定相关的芯片及原材料、绘制相关的版图、打样制版,完成对样板的功能测试

2017.1.15-2017.1.30

根据选定的温度、湿度、烟雾传感器和AD转换芯片编写相关的数据处理代码,测试并得出达到预期标准的数值和灵敏度

2017.2.1-2017.2.20

完成ZigBee的代码编写以及主从机的构建工作,完成星型的网络结构,实现每个从机与主机的点对点通信,并对其通道的安全性做好测试,减少同一环境下wifi网络等别的网络对其的干扰。

2017.2.21-2017.3.15

windows端的界面编写工作,并将传感模块、通信模块、PC机用户模块相结合测试

2017.3.16-2017.4.14

完成论文的编写工作

2017.4.15

预答辩

2017.4.16-2017.6

毕业答辩,修改论文

预期效果:能够完成短距离内的自组网,并且实现设备节点和协调器之间的无线通信,将节点上所测量得到的环境参数如温度湿度和烟雾等数据传送到协调器上,并且在每个设备节点上通过OLED屏幕显示相关的数据信息,协调器通过USB线与电脑相连,在收到设备节点传送过来的数据后,实时的将数据通过串口传送给电脑并在上位机界面上显示。

4. 参考文献

[1]章颢. 基于zigbee无线传感器网络的室内环境监测系统设计[d].湖南大学,2013.

[2]彭瑜.低功耗、低成本、高可靠性、低复杂度的无线电通信协议zigbee.自动化仪表,2005, (6): 120-125

[3]张周,周剑扬,闫沫.zigbee在智能家居系统中的应用研究.工业控制计算机.2006, 19(12):7-9

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