一种基于ZigBee的无线环境监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ZigBee的无线环境监测系统，包括ZigBee无线通信网络，所述ZigBee无线通信网络硬件包括协调器及与协调器联通的终端节点；本系统的终端设备能够周期性的采集温度、可燃性气体、湿度、PM2.5等数据；并将采集到数据显示在LCD屏上，让人们可以更直观的了解环境的温度、湿度、PM2.5以及是否有可燃性气体泄漏等信息；同时将采集到的数据整理后发送给协调器节点，让协调器节点对数据进行有效处理与执行相应控制；本系统检测到危险，蜂鸣器发出警报，LED灯闪烁，以引起人们的注意，让人们可以进行后续的处理；本系统改变终端设备节点的发送周期可以，达到降低功耗的目的，实用性及推广性较强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee的无线环境监测系统
本技术涉及无线监测
，具体的涉及一种基于ZigBee的无线环境监测系统。
技术介绍
近年来，因为环境问题对人们的造成的不良影响越来越明显。人们开始对环境问题额外关注，如何去了解环境问题，那当然是通过环境的数据来了解环境。并且需要通过环境监测来获得环境的数据，从而更好的了解环境。环境监测的核心目标是采集能够代表环境质量现状及其发展变化趋势的数据，并通过这些数据判断环境质量，评价当前环境所存在的主要问题，为环境管理服务。由此可见，环境监测占据多么重要的地位。随着工业经济的蓬勃发展，城市交通的发达，伴随而来的是环境问题。除了沙尘暴、酸雨、全球变暖等环境问题，这几年人们比较关注并且比较热门的焦点就是——雾霾。说起雾霾，那就离不开PM2.5，因为PM2.5是雾霾的组成部分之一。PM2.5不仅对人体影响很大，而且对环境造成的影响也很大。因此，对环境的监测以及采取相关的举措来应对环境问题，变得越发重要。那么，通过什么来采集环境的数据？没错，就是通过传感器来采集环境的数据。传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段。传感器技术在工业自动化、军事国防和以宇宙开发、海洋开发为代表的尖端科学与工程等重要领域应用广泛，它还可以应用于生物工程、医疗卫生、安全防范、家用电器、网络家居以及环境监测等方面[1]。并且随着现代化产业进程的加速和人们的迫切需求，传统的环境监测系统由于效率低、覆盖范围小以及实施成本高等因素，已无法满足当下生产的需要。而ZigBee技术可以有效地解决上述环境监测所面临的问题。ZigBee作为一种新兴的无线传感网络技术，具有低功耗、低复杂度、低传输速率、低成本、延时短、近距离传输等特点，实现起来简单，并且具备自组网功能，新传感器节点入网无需人工配置，在无线环境监测系统中得到广泛的应用。基于ZigBee的无线环境监测系统，与传统环境监测系统相比，极大地减少了人为的原因对监测环境的影响，组网快速、低功耗以及部署方便，不易受到目标环境的限制，这样的无线环境监测系统有着很好的发展前途和研究价值，也符合如今社会的发展需求。在国外，ZigBee技术被广泛应用，尤其是在美国的智能电网方面。目前美国的电表智能抄表工作均是由ZigBee技术来完成的，通过ZigBee技术实时地将用户用电信息传输回电厂。国外现已有许多采用ZigBee技术的智能家居方面的应用，而在国内由于价格、产业链等方面的制约，基于ZigBee技术的智能家居还处于发展阶段，而其他基于ZigBee技术的应用也在发展阶段。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种基于ZigBee的无线环境监测系统。本技术的技术方案为：设计一种基于ZigBee的无线环境监测系统，包括ZigBee无线通信网络，所述ZigBee无线通信网络硬件包括协调器及与协调器联通的终端节点。优选的，所述协调器采用的平台为CC2530开发板。优选的，所述CC2530开发板核心为CC2530F256芯片。优选的，所述终端节点以CC2530F256芯片为核心。优选的，所述终端节点通过驱动电路与传感器模块、LCD显示屏、报警模块、处理模块连接。优选的，所述传感器模块包括温湿度传感器、气体传感器、灰尘传感器。优选的，所述报警模块包括蜂鸣器、LED灯、播放器。优选的，所述处理模块包括风扇、空气净化器。优选的，所述系统采用星型拓扑结构，协调器设有加密单元、节能单元。与现有技术相比，本技术的有益效果：1、本系统中采用了ZigBee星型拓扑结构，以点播的方式实现无线通讯；通过节点的短地址来确定通信对象，实现点对点传输；减少中间过程信息，节约能源；2、本系统的终端设备能够周期性的采集温度、可燃性气体、湿度、PM2.5等数据；并且将采集到数据显示在LCD屏上，让人们可以更直观的了解环境的温度、湿度、PM2.5以及是否有可燃性气体泄漏等信息；并且对PM2.5进行分档，通过文字直接告诉人们现在空气的质量如何。同时将采集到的数据整理后发送给协调器节点，让协调器节点对数据进行有效处理与执行相应控制；3、本系统检测到发生火灾的危险，蜂鸣器发出警报，LED灯闪烁，以引起人们的注意，让人们可以进行后续的处理。监测到有可燃性气体泄漏时，蜂鸣器也会发出警报，提醒人们可能有危险发生；4、本系统检测PM2.5在不同档次时，在屏幕上会显示出来对应的档次。不同档次的显示文字颜色不一样，并且显示出来的表情也不一样，让用户可以直观的简单明了的知道当前的空气质量如何；5、本系统能够采用128位的AES加密算法将数据加密，以提高数据的安全性，避免被干扰以及被其他设备监听。6、本系统采用ZigBee技术，当用户想降低功耗的时候，可以改变终端设备节点的发送周期，以达到降低功耗的目的。附图说明图1为本系统的系统结构图：图2为星型拓扑结构示意图；图3为房屋搭建本系统的ZigBee无线网络示意图：图4为终端设备的逻辑示意图；图5为协调器节点逻辑示意图；图6为空气质量指数图；图7为协调器数据分析处理流程图；图8为节能部分的逻辑示意图图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术技术方案做进一步详细描述：如图1所示设计一种基于ZigBee的无线环境监测系统，包括ZigBee无线通信网络，所述ZigBee无线通信网络硬件包括协调器及与协调器联通的终端节点。优选的，所述协调器采用的平台为CC2530开发板。优选的，所述CC2530开发板核心为CC2530F256芯片。优选的，所述终端节点以CC2530F256芯片为核心。优选的，所述终端节点通过驱动电路与传感器模块、LCD显示屏、报警模块、处理模块连接。优选的，所述传感器模块包括温湿度传感器、气体传感器、灰尘传感器。优选的，所述报警模块包括蜂鸣器、LED灯、播放器。优选的，所述处理模块包括风扇、空气净化器。优选的，所述系统采用星型拓扑结构，协调器设有加密单元、节能单元。实施例1本系统中使用的硬件平台是CC2530开发板，它使用的是TI公司的CC2530F256芯片，低功耗、高性能的8051微控制器内核，带有符合2.4GHzIEEE802.15.4标准的高性能RF收发器，还有加密协处理器，可以满足加密的需求。温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。体积小、低功耗，信号的传输距离较远；气体传感器采用MQ-2气体传感器，具有广泛的探测范围，高灵敏度以及快速响应恢复，灵敏度可调节，优异的稳定性，寿命长，简单的驱动电路等特点；适用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee的无线环境监测系统，其特征在于，包括ZigBee无线通信网络，所述ZigBee无线通信网络硬件包括协调器及与协调器联通的终端节点；/n所述协调器采用的平台为CC2530开发板；/n所述CC2530开发板核心为CC2530F256芯片；/n所述终端节点以CC2530F256芯片为核心；/n所述终端节点通过驱动电路与传感器模块、LCD显示屏、报警模块、处理模块连接；/n所述传感器模块包括温湿度传感器、气体传感器、灰尘传感器；/n所述报警模块包括蜂鸣器、LED灯、播放器；/n所述处理模块包括风扇、空气净化器；/n所述系统采用星型拓扑结构，协调器设有加密单元、节能单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee的无线环境监测系统，其特征在于，包括ZigBee无线通信网络，所述ZigBee无线通信网络硬件包括协调器及与协调器联通的终端节点；
所述协调器采用的平台为CC2530开发板；
所述CC2530开发板核心为CC2530F256芯片；
所述终端节点以CC2530F256芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩洁琼，罗俊涛，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：新型
国别省市：广东;44