基于无线传感器网络的环境温度湿度监测系统

《基于无线传感器网络的环境温度湿度监测系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2009年7月农机化研究第7期基于无线传感器网络的环境温度湿度监测系统董蕴华，石新峰(河南机电高等专科学校电子通信工程系，河南新乡453002)摘要：针对目前所使用的有线环境监测系统的缺点，提出了一套基于ZigBee无线传感器网络的监测系统的设计方案。根据温度湿度监测系统的技术要求，没计了系统结构和硬件电路，并给出了软件流程。该系统采用无线数据传输实现通信，具有方便和安全的特点，解决了有线通信方式所存在的难以扩展、难以升级等问题，将有非常广阔的应用推广前景。’关键词：农业；监测系统；无线传感器网络中图分类号：S126；TP274

2、．5文献标识码：A文章编号：1003—188X(2009)07-0153-03低功耗、低速率的特点，因而最适合作为传感器网络0引言的标准。环境温度、湿度等参数在工农业生产和科学研究ZigBee网络中的设备分为FFD(全功能设备)和中是一种十分重要的数据，特别是在粮库、温室、大棚RFD(简化功能设备)两种。其中，FFD设备也可作为等环境中温度、湿度的测量和控制更为重要。协调器使用。FFD是具有路由与中继功能的网络节随着科学技术的发展，传统的基于有线通信系统点，可以与RFD节点通信，也可以与别的FFD节点通的温度、湿度监测系统需要花

3、费大量的人力物力铺设信；RFD节点作为网络终端节点，相互间不能直接通线路，施工量大，安装时间长，因此基于无线传输技术信，只能通过FFD节点发送和接收信息，不具有路由的环境参数监测系统势在必行。本文介绍了一种基和中继功能。RFD和FFD的硬件结构完全相同，只是于ZigBee无线传感器网络的环境温度湿度监测系统，网络层不一样，协调器是网络组织者，负责网络组建可以实时监测粮库或其它对环境参数要求严格的场和信息路由。所，管理者可以在控制室随时了解现场的信息。当参2系统硬件设计数超过设定值时立即进行声光报警，并在监控主机上显示发生异常情况

4、的地点，工作人员可以马上采取措2．1系统网络结构施，从而使粮库、温室等管理实现自动化、智能化。ZigBee无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的微型ZigBee传感器节点-(即ZigBeeRFD节点)、1ZigBee技术ZigBeeFFD节点和网络协调器组成，通过无线通信方ZigBee是一种采用成熟无线通信技术的全球统一式形成的一个多跳的自组织的网络系统，系统结构图标准的、开放的无线传感器网络。它以IEEE802．15．4如图1所示¨。协议为基础，致力于实现一种适用于固定、便携或移动设备使用的低复杂度、低成本、低功耗、低速率的

5、短距离双向无线通信协议。ZigBee可工作在国际免授权的2．4GHz、欧洲868MHz和美国915MHz3个免费频段上，工作在2．4GHz频段上具有250kbps的最高数据传输率，典型应用的可靠传输距离为10～75m，实际传输距离根据发射功率的大小和应用环境而定。图1温度湿度监测系统网络结构图相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术由于其网络协调器安装在中央监控室，负责建立网络和管理网络，并显示当前整个网络的状况，把收到的数据收稿日期：2008—10—30作者简介：董蕴华(1975一)，女，河北高阳人，讲师，硕士，(E—m

6、ail)发送到计算机中。RFD安装在需要监测数据的位置，dongyh8653@sina．corn。负责采集温度湿度值，然后定期或有中断时把数据发2009年7月农机化研究第7期送给网络协调器。监控人员在控制室通过显示器就可13个l0位A／D转换器、多个I／O数据线，可以很容以对环境参数进行监测，无须到达现场。易用软件对其进行编程和仿真，这些接口同时还可以为了保证整个系统的可靠性，发射端一部分是用作与传感单元的接口。RFD节点，一部分是具有路由和中继功能的FFD节CC2420采用Chipcon公司的Sma~RF03技术，以点。传感器

7、的数据在ZigBeeRFD或FFD模块中转化0．18mCMOS工艺制成，只需极少的外部元器件，性为ZigBee通信协议包，传给就近的FFD模块，以多跳能稳定且功耗极低。CC2420的选择性和敏感性指数通信的方式把数据包传给ZigBee协调器。ZigBee协超过了IEEE802．15．4标准的要求，可确保短距离通调器收到数据包后，一方面按原路径返回收到确认信信的有效性和可靠性。利用该芯片开发的无线通信息，以到达发送数据的RFD或FFD模块，实现握手信设备支持数据传输速率高达250kbps，可以实现多点号，完成一次完整的ZigBee

8、无线通信；另一方面，Zig-对多点的快速组网。CC2420可以通过4线SPI总线Bee协调器收到的数据供显示与管理。(SI，SO，SCK，CSn)设置芯片的工作模式，并实现读／2．2信号采集电路写缓存数据、读／写状态寄存器等。通过控制FIFO和温度传感器采用DA