基于zigbee技术的WSN节点设计
RF CC2430芯片结合Chipcon公司全球先进的ZigBee协议栈、工具包和参考设计，展示了领先的ZigBee解决方案。
一、引言
ZigBee是一种基于IEEE802.15.4规范的无线技术。它具有在802.15.4规范上创建的安全和应用层接口、工作于免授权的2.4GHz频段、以年计算的超低电池寿命、极大可伸缩的网络和星型网络拓扑（每个主设备可支持4万多个节点）等诸多优点，在国防军事、工业控制、消费性电子设备等领域有很大的发展空间。
RF CC2430芯片以强大的集成开发环境作为支持，内部线路的交互式调试以遵从IDE的IAR工业标准为支持，得到嵌人式机构很高的认可。它结合Chipcon公司全球先进的ZigBee 协议栈、工具包和参考设计，展示了领先的ZigBee解决方案。其产品广泛应用于汽车、工控系统和WSN等领域，同时也适用于ZigBee之外2. 4GHz频率的其他设备。
二、硬件设计
1、芯片无线收发模块内部结构
CC2430芯片的内部结构如图1所示。天线接收的射频信号经过低噪声放大器和I/Q下变频处理后，中频信号只有2MHz，此混合I/Q信号经过滤波、放大、AD变换、自动增益控制、数字解调和解扩，最终恢复出传输的正确数据。
图1 CC2430芯片内部结构
发射机部分基于直接上变频。要发送的数据先被送入128字节的发送缓存器中，头帧和起始帧是通过硬件自动产生的。根据TEEE 802.15.4标准，所要发送的数据流的每4个比特被32码片的扩频序列扩频后送到DA变换器。然后，经过低通滤波和上变频的混频后的射频信号最终被调制到2.4GHz，并经过放大后经发射天线发射出去。
2、系统硬件设计
传感器节点一般由数据采集单元、数据处理单元和数据传输单元以及电源管理单元等模块组成[5]。节点硬件结构由图2所示。微处理器ATmega128通过SPI总线和一些离散控制信号与RF收发芯片CC2430进行通信。
图2 传感器网络节点组成框图
CC2430外围电路如图3所示。CC2430内部使用1.8V工作电压，适合于电池供电的设备，
外部数字I/O接口使用3.3V电压，这样可以保持和3.3V逻辑器件的兼容型。它在片上集成了一个自流稳压器，能够把3.3V电压转化成1.8V电压。这样对于只有3.3 V电源的设备，不需要额外的电压转换电路就能正常工作。
图3 CC2430芯片外围电路
CC2430射频信号的收发采用差分方式进行传输，其最佳差分负载是，阻抗匹配电路应该根据这个数值进行调整。如果使用单端天线则需要使用平衡/非平衡阻抗转换电路（BALLUN，巴伦电路），以达到最佳收发效果。
CC2430需要有16MHz的参考时钟用于250kbps数据的收发。这个参考时钟可以来自外部时钟源，也可以使用内部晶体振荡器产生。如果使用外部时钟，直接从XOSC16-Q1引脚引入，XOSC16-Q2保持悬空;如果使用内部晶体振荡器，晶体接在XOSC16-Q1和XOSC16_Q2引脚之间。CC2430要求时钟源的精度应该在以内。
三、软件设计
按照硬件电路设计，系统软件编程的基本思路[6]是：先对SPI端口、CC2430控制端口初始化;使能SPI端口、UART端口和ADC;对CC2430芯片初始化;开启接收机后，就可以运行任务程序，实现接收或发送数据。发送和接收程序流程图如图4和图5所示。
图4 发送程序流程图
图5 接收程序流程图
无线通信协议是软件中的一个重要问题，因为它自接关系到节点的性能。因此，在链路层，设计了一个简化的CSMA/CA协议，即任何节点在发送之前必须进行一段随机时间的侦听，在确认目前没有别的节点在进行数据传输时才进行数据发送，收发双方通过三次握手来交换数据。在系统空闲时，关闭侦听功能，以尽可能降低功耗。当然，这种协议存在着隐含节点以及侦听时的功耗损失等问题，但在一定的节点数量范围内还是很有效的。在网络层协议上，采用了简化的IPv6路由协议[7]，之所以采用IPv6，是考虑到IPv6的巨大的地址空间、邻居发现功能、安全性好等优良特性。
四、总结
Smart RF CC2430是一款符合ZigBee技术的高集成度商业用射频收发器件，其MAC层和PHY层协议符合802.15.4规范，工作于免授权的2. 4GHz频段。利用此芯片开发的无线传感器网络节点成本低、功耗小，适用于电池长期供电。具有硬件加密、安全可靠、组网灵活、抗毁性强等特点，为无线传感网络的广泛应用提供了理想的解决方案。
基于ZigBee的温度监控 系统毕业设计 一、zigbee应用 有了ZigBee的一些技术优势，也谈到了不足之处，目前有些说法把它跟其它他 的无线技术，如Wi-Fi、Bluetooth、RFID、NFC等等进行类比，说某种技术不如另 一种，甚至说某种技术要取代另一种，这样的说法是片面的。作为一种低速率的短距 离无线通信技术，ZigBee有其自身的特点，因此应该有为它量身定做的应用，尽管 在某些应用方面可能和其他技术重叠。下面就来简单看看ZigBee可能的一些应用， 包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用。 二、系统总体设计 1.系统总体方案 Zigbee的主要优势是低功耗和组网，网络的组建是zigbee不同于其他无线协议 的主要优势所在，一个网络的组建形式决定了整个系统能否畅通，顺利的工作，因此 选择合理的网络结构是非常重要的。 为了实现任意无线节点之间都可以传递信息的目标，在串状连接方式的基础上又 发展了网状连接方式。网状连接方式又称为点到点到点（point-to-point-topoint）方式，它与传统的点到多点连接方式最大的不同是，网状连接方式中的每一个节点都 有无线微处理器，所以无需无线路由器就可以实现与另一节点之间的互连。由于这个 新的网络特征，每个无线节点不仅可以收发信息，还可以自动转发信息到网络中的其 他任意节点。 由于网状连接方式中每个节点的智能化，所以，当网络中任一节点故障时，附近 的无线节点会代替该故障的节点，继续进行信息的传输和转发，从而大大提高了系统 可靠性。同时，由于任意无线节点之间通过无线连接就如接力赛跑一样，信息可以通 过无线节点组成的网络传输到更远的地方。 网状结构如下图
基于WSN的智能节水灌溉系统设计方案 本设计的主要内容是研制开发适合我国国情的、低成本的易推广的、主要应用于温室大棚的节水灌溉自动控制系统，为实现我国农业高效节水灌溉提供技术装备。 由于不同农作物有不同的需水特性灌水时间、灌水量既影响农产品的产量也影响农产品的质量,因此,高效节水灌溉自动控制技术主要是向适时适量、按需灌溉的方向发展。所以,该设计主要包括两个方面,一是测,获取土壤水分信息,并根据土壤水分信息及温度和作物需水特性来决定灌溉时间与灌溉量的多少。这将摆脱以往仅凭经验灌溉的灌溉模式,使作物灌溉决策建立在科学的基础之上。二是控,研究如何根土壤条件、土壤水分信息及作物需水特性进行合理的灌溉决策,即将传统的凭经验由人工手动阀门控制灌溉方式改为自动进行适时适量、按需灌溉控制。单片机系统根据测得土壤的温度和湿度值通过程序来控制水泵的放水量从而提高水的利用效率节省大量人力,达到智能灌溉节约用水的目的。 系统采用STC12c5a单片机来实现。用湿度传感器FC-28对湿度进行采集,所得电流信号经处理得到可用的电压信号,输入到A/D转换器转化成数字信号,再由单片机对此信号进行处理。用温度传感器DS18B20对温度进行采集,所得信号经内部处理,直接得到可用的数字信号,将采集的温度值和土壤的湿度值,通过zigbee节点，将数据通过自组网的方式传送给zigbee网关,zigbee网关通过串口通信的方式与单片机连接，单片机上装有GPRS模块，将数据通过短信的方式发送
给终端手机用户，手机用户能够接收到实时的数据。手机用户通过AT指令，反过来经过GPRS模块、串口通信设置传感器的阈值电压。当温度、土壤湿度低于设定阈值时，通过zigbee节点的继电器，采用外接电源，驱动外面电机工作，实施喷灌；当温度、土壤湿度高于设定阈值时，通过zigbee节点的继电器，停止驱动，电机停止工作，不再喷灌。下面是整个系统的框图： 1.温度传感器的选择 方案1:采用热敏电阻。可满足+35度到+95度的测量范围,但热敏电阻精度、重复性和可靠性都比较差,对于检测精度小于1度的温度信号是不适用的。 方案2:采用温度传感器DS18B20。DS18B20具有体积小、质量
WSN应用系统设计 根据你在日常生活中的观察和体验，结合所学知识，针对某一具体应用，设计一个简单的WSN应用系统。主要包括以下几个方面： （1）应用系统名称：基于无线传感网络的养老院护理系统 （2）应用背景和意义：现今社会状况，养老院容纳的老人数量逐渐增加。入住老人普遍年龄大，生活自理能力较低，容易发生突发性事故，老人安全问题成为养老院最为关注的问题。（并且我国养老院对老人的照护基本采用人工看护的方式，每位护理员同时照看多名老人，此方式人力成本高，效率低下。很多养老院为了解决以上问题，采取了诸如缩小老人活动区域、集中看护的措施，采取增加护理人员等措施，这些措施要么不够人性化，容易引起老人反感，要么会大幅增加养老院的运营成本。此外，对于老人的突发性疾病，也基本没有任何的预防和处理能力，这也都影响到养老院的护理水平和护理品质。）在科技发展的今天，我们完全可以把无线传感网络技术应用于养老院中，打造养老院的智能监护网络，实现养老智能化，能够降低老人的意外伤害风险，促进养老院的服务水平。 （3）系统功能： ○1身份识别 养老院中，每位老人都有唯一的一个身份识别码，系统可以依据老人唯一识别码，对老人个人信息、护理记录以及用药信息进行管理。 利用该识别码，可在护理或用药时确认老人身份，以便提供正确的医疗护理。○2防走失 老人位置实时定位，护理人员可通过护士工作站和移动护理设备实时查看老人所在的位置和行动的轨迹。当老人超出设定的活动区域时，老人智能监护服务器系统就会触发报警，并在屏幕上突出显示，及时提示护理人员进行处理。 ○3呼叫求助 老人需要帮助时，通过SOS 呼叫按钮进行一键呼叫，系统在收到紧急信号后会在护理终端系统上发出报警信号，护理人员可通过终端对报警事件进行响应，报警事件及相应处理过程记录在系统日志中，可以通过护理终端查看。 ○4体征监测 老人的呼吸、心率等体征数据实时上传到智能监护服务器系统，由系统进行分析处理，实时掌握老人健康情况。 ○5异常告警 体征数据异常时，系统会触发告警，解决老人在睡梦中发病或突然失去意识情况下的紧急救治问题。 ○6移动护理 核对老人的用药情况（服药品和当前老人身份相匹配以及用药时间是否匹配）有效地提升护理质量，减少护理纰漏事故。 ○7人员调度 系统提供护理人员管理和调度功能，实现养老院护理人员调度信息化和智能化，记录每位护理人员的日常工作情况，实现统一的人员管理。对于老人的告警信息，系统能就近调度护理人员，实现对告警老人的及时护理。
1 WSN节点的设计 WSN节点的功能 传感器节点作为传感器网络的硬件平台具有端节点和路由双重功能：一方面实现数据的采集和处理；另一方面将数据融合经多跳路由传送到汇聚节点，最后经互联网或其它通信网络传送到观察者。 WSN节点的组成结构 (1)传感单元：由传感器和模数转换功能模块或数字信号处理模块组成。 负责监测区域内信息的采集和数据的预处理。 (2)处理单元：由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、输入输出接口及 嵌入式操作系统等。负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理传感单元采集的数据以及其它节点发来的数据。 (3)通信单元：由无线通信模块组成。负责与其他传感器节点进行无线通 信，交换控制消息和收发采集数据。
(4)能量供应单元：负责为传感器节点提供运行所需的能量。 设计原则 1、低功耗（更换一次电池的使用时间尽量长）。设计中从硬件和软 件两个方面降低功耗硬件上尽可能使用低电压、低功耗的芯片。软件上可以添置电源管理功能，合理分配能量。 2、良好的射频性能：同等条件下射频性能强的网络能力强，通信距 离也较大。 3、节点体积要小，对检测的目标体系不构成影响，便于部署。 4、低成本：节点模块不能太多且不能太复杂。 5、可扩展性：采用模块化设计，根据不同的需要添加不同的功能模 块，比如传感器模块可以做一个通用口。 现有无线传感器节点 表 1无线传感器节点的参数比较
注释： ①Berkerly大学和Crossbow合作的Mica系列节点 ②MeshNetic公司 ③Moteiv公司 ④中科院宁波所的Gains节点与Mica2同，Gainsz节点与Micaz节点 同。 其中以Mica系列节点设计和Telos节点应用最广泛，如大鸭岛海燕生活习性和栖息地环境的监测，红杉树微气候环境监测都采用了Mica系列节点，用于采集温度、湿度、大气压强、声音和光照等信息。目前许多研究机构在构建低带宽数据采集的应用中都采用了这两种节点作为硬 件平台。2008年5月5日中科院宁波所又推出Gainst-CC2430节点。 下面把上面三种红色字体的Mica系列的节点以Micaz、Toles、Gainst-CC2430节点做进一步比较： 1.4.1 现有无线传感器节点方案对比 1、Atmega128L+CC2420 (成本：45+39=84元) ATmega128L 是基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，工作速度可达8MIPS，工作电压是2．7 V到5．5 V。哈佛结构使程序和数据分开存储访问，程序执行效率更高，内置128K字节的Flash程序存储器，4 K字节EEPROM，4 K字节的内部SRAM。此外，ATmegal28L 还有53个通用I／O 、实时时钟RTC、4个灵活的具有比较模式和PWM 功能的定时器
目录 中文摘要......................................... 错误！未定义书签。英文摘要......................................... 错误！未定义书签。 1 绪论 (1) 1.1题目研究背景与意义 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 1.3 ZigBee无线网络的研究前景 (2) 1.4 论文的组织结构 (3) 2 相关技术及系统方案设计 (4) 2.1 ZigBee技术 (4) 2.1.1 ZigBee无线网络设备组成 (5) 2.1.2 ZigBee无线网络拓扑结构 (5) 2.2 系统方案设计 (6) 2.2.1 系统方案设计框图 (6) 2.2.2 各模块功能介绍 (7) 3 硬件电路设计 (8) 3.1 硬件电路设计简介 (8) 3.2 处理器模块 (9) 3.2.1 处理器CC2530简介 (9) 3.2.2 芯片功能介绍 (9) 3.3协调器硬件单元电路原理图设计 (10) 3.3.1 CC2530支撑电路原理图设计 (10) 3.3.2 RS232串口通信电路原理图设计 (12) 3.3.3 电源电路设计 (12) 3.3.4 JTAG接口电路设计 (15) 3.3.5 人机交互接口电路设计 (14) 4 IAR开发环境介绍 (15)
4.1 IAR的安装及简介 (15) 4.2 ZigBee 2007 协议栈安装 (17) 4.3 IAR使用介绍: (19) 5 ZigBee无线网络协调器软件设计 (21) 5.1 Z-stack软件架构分析 (21) 5.1.1 Z-stack协议栈的几个重要概念 (21) 5.1.2 Z-stack协议栈分析 (22) 5.1.3 OSAL操作系统 (22) 5.2协调器软件设计 (23) 5.2.1 总体流程设计及代码 (24) 5.2.2 协调器新建网络流程图及代码 (26) 5.2.3绑定与接收 (29) 5.2.4 协调器向串口发送数据 (31) 6 调试 (36) 6.1 软硬件调试方法 (36) 6.2 调试中遇到的问题 (36) 7 总结 (38) 7.1 设计总结 (38) 7.3 设计不足和改善 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40)
第35卷第2期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报（自然科学版） Vol.35,No.2 2019年3月 Journal of Qiqihar University(Natural Science Edition) March,2019 基于无线传感器网络的小汽车 信号预警系统设计与应用 彭敏，朱婷婷 （安徽三联学院 交通工程学院，合肥 230601） 摘要：由于闯红灯导致交通事故多发，在交叉口排队通行期间常发生由于驾驶员控制不当而导致的追尾事故。本设计采用无线传感网络技术与车载导航系统相结合，即由车载移动终端设备、无线传感网络组成小汽车信号预警系统，该系统能双向发送和接收红绿灯信号时间信息以及根据车辆的速度、离停止线的距离、红绿灯信号时间信息等综合分析判断发出相应的语音提示信号，以引起驾驶者的注意，能根据红绿信号灯时间信息提前做好相应准备；最后对该系统的实际应用效果进行 简要的测试分析。 关键词：无线传感器网络；小汽车；红绿灯信号；预警 中图分类号：U463.6 文献标志码：A 文章编号：1007-984X(2019)02-0046-04 当前小汽车保有量增长迅猛，新手驾驶员越来越多，机动车在信号控制交叉口闯红灯是最常见的交通违法行为，也是导致交叉口事故多发的重要原因之一。据统计，我国2013年初到2014年底，闯红灯违法 行为导致道路交通事故2 951起，造成600人死亡、3 675人受伤。在美国，每年由闯红灯引起约26万起交 通事故，其中约750起事故导致人员死亡[1]。杜绝闯红灯，既需要交通运行环境更加完善、管理更加科学，也需要机动车、非机动车、行人各类交通主体主动遵守法规。 本设计将无线传感网络技术与小汽车车载导航系统结合起来设计出小汽车信号预警系统，提供交叉口红绿灯信号预警信号，用以帮助驾驶员判断汽车到达停车线时交通灯的显示状态，以引起驾驶者的注意，为红灯停提前做好准备，避免驾驶者闯红灯，不仅可以避免违章罚款，可以更有效地降低路口交通事故。 1 小汽车信号预警系统设计 1.1 系统组成 本设计作如下假设：小汽车所到达交叉口信号控制机都具有公交优先功 能；每辆车都配备有车载导航设备，且能自动获得其位置坐标和道路方向信 息；应用实验只研究直行情况，其他以此类推。 基于以上约束条件，将快速公交信号优先控制系统的相关技术运用于为 小汽车提供交叉口信号灯变换及时长信息，即小汽车的车载移动终端设备通 过增加信号灯信息提取及语音提示模块，通过快速公交优先的无线传感网络 能接收信号控制机发送的红绿灯时间信息并进行分析判断之后发出语音预警 提示。小汽车信号预警系统架构如1图所示。系统主要包含车载移动终端设 备、无线传感网络、信号控制机、交通信号控制系统软件等。 1.2 系统功能 车载终端设备与信号控制机之间通过无线传感网络的中继器和接收主机 双向发送请求信号和红绿灯信息，车载移动终端对信息进行分析处理，发出 语音预警信号。而信号控制机的控制方案是由交通信号控制平台下发的，并 收稿日期：2018-10-15 基金项目：安徽三联学院自然科学重点项目《基于无线传感器网络的小汽车信号预警系统设计与应用》（KJZD2018013） 作者简介：彭敏（1981-） ，女，四川仁寿人，硕士，讲师，主要从事交通信息工程及控制应用研究。 图 1 系统组成
1 WSN节点的设计 1.1 WSN节点的功能 传感器节点作为传感器网络的硬件平台具有端节点和路由双重功能：一方面实现数据的采集和处理；另一方面将数据融合经多跳路由传送到汇聚节点，最后经互联网或其它通信网络传送到观察者。 1.2 WSN节点的组成结构 (1)传感单元：由传感器和模数转换功能模块或数字信号处理模块组成。 负责监测区域内信息的采集和数据的预处理。 (2)处理单元：由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、输入输出接口及 嵌入式操作系统等。负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理传感单元采集的数据以及其它节点发来的数据。 (3)通信单元：由无线通信模块组成。负责与其他传感器节点进行无线通 信，交换控制消息和收发采集数据。
(4)能量供应单元：负责为传感器节点提供运行所需的能量。 1.3 设计原则 1、低功耗（更换一次电池的使用时间尽量长）。设计中从硬件和软 件两个方面降低功耗硬件上尽可能使用低电压、低功耗的芯片。软件上可以添置电源管理功能，合理分配能量。 2、良好的射频性能：同等条件下射频性能强的网络能力强，通信距 离也较大。 3、节点体积要小，对检测的目标体系不构成影响，便于部署。 4、低成本：节点模块不能太多且不能太复杂。 5、可扩展性：采用模块化设计，根据不同的需要添加不同的功能模 块，比如传感器模块可以做一个通用口。 1.4 现有无线传感器节点 表1无线传感器节点的参数比较
注释： ①Berkerly大学和Crossbow合作的Mica系列节点 ②MeshNetic公司 ③Moteiv公司 ④中科院宁波所的Gains节点与Mica2同，Gainsz节点与Micaz节点 同。 其中以Mica系列节点设计和Telos节点应用最广泛，如大鸭岛海燕生活习性和栖息地环境的监测，红杉树微气候环境监测都采用了Mica系列节点，用于采集温度、湿度、大气压强、声音和光照等信息。目前许多研究机构在构建低带宽数据采集的应用中都采用了这两种节点作为硬件平台。2008年5月5日中科院宁波所又推出Gainst-CC2430节点。 下面把上面三种红色字体的Mica系列的节点以Micaz、Toles、Gainst-CC2430节点做进一步比较： 1.4.1 现有无线传感器节点方案对比 1、Atmega128L+CC2420 (成本：45+39=84元) ATmega128L 是基于A VR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，工作速度可达8MIPS，工作电压是2．7 V到5．5 V。哈佛结构使程序和数据分开存储访问，程序执行效率更高，内置128K字节的Flash程序存储器，4 K字节EEPROM，4 K字节的内部SRAM。此外，ATmegal28L 还
基于ZigBee数据采集系统的设计毕业论文 目录 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 ZigBee技术简介 (2) 1.3 国外研究现状 (3) 1.4 基于ZigBee的数据采集系统的意义 (4) 1.5 论文主要容与组织结构 (5) 第二章系统总体方案设计 (6) 2.1 系统的设计原则 (6) 2.2 系统硬件组成 (6) 2.3 系统关键技术介绍 (7) 2.3.1 ZigBee协议体系 (7) 2.3.2 ZigBee网络结构 (9) 2.4 ZigBee无线芯片的选取 (12) 第三章硬件电路的设计 (13) 3.1 总体设计方案 (13) 3.2 C2530无线单片机介绍 (13) 3.2.1 CC2530芯片的硬件组成 (14)
3.2.2 CC2530芯片的主要特征 (15) 3.3 CC2530基本电路 (17) 3.4 CC2530外围节点电路 (18) 3.4.1 数据采集电路 (18) 3.4.2 串口转USB电路 (20) 3.4.3 电源电路 (20) 3.4.4 显示电路 (21) 3.4.5 键盘电路模块 (23) 3.4.6 天 线 (23) 第四章软件设计 (24) 4.1 IAR开发平台的介绍 (24) 4.2 传感器模块的软件设计 (25) 4.3 协调器的软件设计 (26) 4.4 IAR开发平台程序烧录 (26) 4.4.1 创建一个新工程 (26) 4.4.2 工程参数设置 (27) 4.4.3 添加项目代码 (28)
第五章总结与展望 (30) 5.1 设计总结 (30) 5.1.1 基本功能实现...... ............ .......................................... . (30) 5.1.2 无线数据采集的测试...... .................. .. (31) 5.2 前景展望 (32) 参考文献 (33) 致谢 (34) 附录 (39)
基于WSN空气环境监测系统设计和实现 文章针对当前空气环境监测中面临的监测点分散、布线困难和实时性差等难题，提出来一种在测试区域无线随机分布传感器节点采集空气环境参数，通过协调器与数据中心进行实时处理与分析，远程终端用户可以通过Internet实现对空气质量全天候的实时监测。系统不但有效地克服了传统环境监测系统的低可靠性问题，而且增加了新的监测功能，很好地解决了空气环境实时监测的问题，在条件恶劣和无人坚守的环境监测和事件跟踪中显示了很大的应用价值。 标签：CC2520；无线传感器网络；空气环境监测；实时监测 1 概述 随着我国经济的快速增长，随之而来的是环境污染事故频发，造成了大量的人员伤亡和严重的经济损失，甚至造成不良的社会影响。空气污染已经成为人类身体健康的无形杀手，如何防治空气污染，净化我们的空气已经成为当今刻不容缓的难题。传统人工取样实验室分析的方法，只能得到监测现场某段时间内被监测气体的平均浓度，不能够提供实时值，且监测结果受人为的影响很大，对有害气体浓度很高的现场进行监测时，现场摆放气体吸收液会严重损害环境监测人员的健康[1]。国外进口的自动化大气环境监测进行在线监测的方法存在所用设备结构复杂、价格昂贵、国产化率低、难以维护、运营成本高等缺陷，很难在大范围内普及。 2 系统构成 系统采用PC机作为基站监控中心上位机，基于MSP430F2618处理器的开发平台作为下位机，由传感器节点采集化工区环境信息，经Zigbee无线网络将数据传送到网关节点，再经网关节点转发，将所采集的信息传送到基站的上位机中，经过上位机软件的在线监测[2]，实现对化工区环境的实时监视，如图1所示。 图1 空气环境监测系统框图 2.1 Zigbee无线数据传输模块设计 本节点的网络设计是基于Zigbee无线传输系统网络的一种无线传感器网络。Zigbee，在中国被译为“紫蜂”，与蓝牙相类似，是一种新兴的短距离无线技术[3-4]。它类似于CDMA和GSM网络。Zigbee的节点与节点之间可以互相通信接力传输。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。Zigbee 网络节点的设计具有微型化、扩展性和灵活性、稳定性和安全性、低成本等要求。 CC2520为IEEE 802.15.4的数据帧格式提供硬件支持。其MAC层的帧格式为：头帧+数据帧+校验帧；PHY层的帧格式为：同步帧+PHY头帧+MAC帧，
wsr应用系统设计 根据你在日常生活中的观察和体验，结合所学知识，针对某一具体应用，设计一个简单的wsr应用系统。主要包括以下几个方面： （1）应用系统名称：基于无线传感网络的养老院护理系统 （2）应用背景和意义：现今社会状况，养老院容纳的老人数量逐渐增加。入住老人普遍年龄大，生活自理能力较低，容易发生突发性事故，老人安全问题成为养老院最为关注的问题。（并且我国养老院对老人的照护基本采用人工看护的方式，每位护理员同时照看多名老人，此方式人力成本高，效率低下。很多养老院为了解决以上问题，采取了诸如缩小老人活动区域、集中看护的措施，采取增加护理人员等措施，这些措施要么不够人性化，容易引起老人反感，要么会大幅增加养老院的运营成本。此外，对于老人的突发性疾病，也基本没有任何的预防和处理能力，这也都影响到养老院的护理水平和护理品质。）在科技发展的今天， 我们完全可以把无线传感网络技术应用于养老院中，打造养老院的智能监护网络，实现养老智能化，能够降低老人的意外伤害风险，促进养老院的服务水平。 （3）系统功能： ?身份识别 养老院中，每位老人都有唯一的一个身份识别码，系统可以依据老人唯一识别码， 对老人个人信息、护理记录以及用药信息进行管理。 利用该识别码，可在护理或用药时确认老人身份，以便提供正确的医疗护理。 ?防走失 老人位置实时定位，护理人员可通过护士工作站和移动护理设备实时查看老人所在的位置和行动的轨迹。当老人超出设定的活动区域时，老人智能监护服务器系统就会触发报警，并在屏幕上突出显示，及时提示护理人员进行处理。 ③呼叫求助老人需要帮助时，通过SOS呼叫按钮进行一键呼叫，系统在收到紧急信号后会在护理终端系统上发出报警信号，护理人员可通过终端对报警事件进行响应，报警事件及相应处理过程记录在系统日志中，可以通过护理终端查看。 @体征监测 老人的呼吸、心率等体征数据实时上传到智能监护服务器系统，由系统进行分析处理，实时掌握老人健康情况。 ?异常告体征数据异常时，系统会触发告警，解决老人在睡梦中发病或突然失去意识情况下的紧急救治问题。 ⑥移动护理 核对老人的用药情况（服药品和当前老人身份相匹配以及用药时间是否匹配）有效地提升护理质量，减少护理纰漏事故。 ⑦人员调度 系统提供护理人员管理和调度功能，实现养老院护理人员调度信息化和智能化，记录每位护理人员的日常工作情况，实现统一的人员管理。对于老人的告警信息，系统能就近调度护理人员，实现对告警老人的及时护理。
宁夏大学新华学院本科毕业设计 （2015届） 题目基于ZigBee的温湿度传感器设计 系别信息与计算机科学系 专业电气工程及其自动化
宁夏大学新华学院本科学位论文 摘要 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量无处不在的，具有通信与计算能力的微小传感器节点密集布设在无人值守的监控区域而构成的能够根据环境自主完成指定任务的“智能”自治测控网络系统。大量传感器节点通过相互之间的分工协作，可实时感知、监测和采集分布区域内的监测对象或周围环境的信息。无线传感器网络有着与传统网络明显不同的技术要求，前者以数据为中心，后者以传输数据为目的。随着传感器网络技术的逐步发展，它的应用也越来越广泛,无线传感器网络也被要求有更小功耗，更低成本，以及更方便使用的性能，在这种情况下，ZigBee技术应运而生。 ZigBee技术是一种短距离无线双向通信技术，该技术拥有协议简单、功耗低、组网能力强、网络容量大、时延短、安全、可靠及成本低等优点，具有路径选择、自动连结网络及自我恢复等功能。预计将在消费类电子设备、家庭智能化、工控、医用设备控制、农业自动化等领域获得广泛应用。 本文首先介绍了无线传感器网络的基础知识和研究现状；然后深入分析了ZigBee协议，给出了各层的功能；之后，设计了ZigBee节点模块和温湿度传感模块，并在此硬件基础上设计了具有基本功能的ZigBee协议栈，同时提出了一种基于ZigBee的组网算法，通过扫描信道、建立网络和建立节点间的关联三个步骤构建了一个简单的网络层，实现了无线传感器组网功能；在此基础上本文设计一个小型的温度湿度监控网络系统；最后，对论文进行总结，提出今后的研究工作方向。 关键字：ZigBee；温湿度传感器；无线通信；无线温湿度传感器系统 I
本科生毕业设计（论文） 题目：基于Zigbee的智能灯光 控制系统设计 学院：电气工程与自动化学院 专业：电气工程与自动化（自动化方向）
摘要 在现代社会，自动化与智能程度不断提高的今天，家居智能管理必然是人们今后的唯一选择。本文主要研究对象为家庭的照明，在通过比较传统照明方式，研究目前较应用的照明控制中发现家庭照明中往往存在一些致命的问题，如照明控制方式落后，甚至很大程度都还是采用机械开关，安全系数低，舒适性差，布线复杂等。由于这些控制方式上的不足，极大的造成能源的浪费，甚至在控制的误区里出现室内无人，却灯火通明的现象。针对这些不足，需要对控制做一个进一步的研究与开发。 本文较全面的研究了传统照明、现代照明的特点，通过比较得出优缺点，提出一种基于Zigbee的无线智能控制方案，即采用两块Zigbee功能板，一块导入光敏传感器和热释红外传感器，用作信号发射，另一块接入继电器模块，接收信号并控制灯光亮灭。在这种控制方式下，只有室内有人，且光线不足时才点亮所需灯光，而在室内无人，光线不足的情况下，灯不亮，采用这样的控制方式能很好解决误开断和能源浪费的问题。论文中详细介绍了整个控制系统的功能和控制策略，软件程序设计包括LED灯初始化、光敏传感器初始化、PIR传感器初始化、协议栈初始化，串口通讯等。 最后，在模拟实际环境下，测试可行性与性能。实验证明，采用Zigbee无线控制能有很好的控制效果，并且可以显著提高节能效果，改善“无人灯亮”的问题。 关键词：Zigbee，光敏传感器，热释红外传感器，节能
Abstract With the improvement of the automation and intelligence in the modern society, home intelligent management inevitably becomes the only option for people in the future. By comparing the traditional lighting, this paper discovers some fatal problems on the control of home lighting, such as backward way of lighting control, namely, mechanical switch, which has low coefficient of safety, poor comfortablity and complex wiring. These shortages result in great waste of energy as well as nobody appears but brightly lighted in mistaken area. In order to make up these deficiencies, it needs to make a further research on the control system. This paper has made a comprehensive study on the characteristics of traditional lighting and modern lighting by comparing the advantages and disadvantages and has put forward a wireless intelligent control scheme based on Zigbee, which use two pieces of Zigbee function board: one worked as a signal emission, conducting the photosensitive sensor and pyroelectric infrared sensor; the other connected to the relay module receives the signal and controls the lights. Under this kind of control mode, only when the interior has people with insufficient light will the light lights. Otherwise it won’t. T his control method can well solve the problem of open circuit by mistake and energy waste. This paper details the function of control system, control strategy and software design including the LED lights initialization, light sensor initialization, PIR sensor initialization, protocol stack initialization and serial communication, etc.. Finally, this paper tests the feasibility and performance in a simulated environment. The result shows that Zigbee wireless control not only has a good control effect, but also significantly improve the effect of energy saving and improve the problem of lighting up while there is nobody.
毕业设计（论文）题目基于Zigbee的智能温室数据采集系统
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
henhuangmahenshuang 毕 业 论 文 课 题基于Zigbee 的智能家居系统设计 学生姓名 基于Zigbee 的智能家居系统设计 系 别基于 Zigbee 的智能家居系统设计 专业班级 09通信（1）班 指导教师 二 ○ 一 年 学 号_______ ___
铜陵学院毕业设计 目录 摘要.............................................................. III Abstract............................................................... IV 第一章绪论......................................................... - 1 - 1.1本课题的背景和意义.......................................... - 1 - 1.2国内外智能家居发展概况...................................... - 1 - 1.2.1 国外智能家居发展概况.................................. - 1 - 1.2.2 国内智能家居发展概况.................................. - 1 - 1.3智能家居系统组网技术........................................ - 2 - 1.4智能家居系统设计需要解决的问题.............................. - 3 -第二章 ZigBee 技术研究.............................................. - 4 - 2.1 ZigBee技术简介............................................. - 4 - 2.2 ZigBee协议组成............................................. - 4 - 2.3 ZigBee网络配置............................................. - 5 - 2.4 Zigbee技术的特点........................................... - 7 -第三章智能家居系统总体设计方案..................................... - 8 - 3.1智能家居系统需求分析........................................ - 8 - 3.2智能家居系统功能描述........................................ - 8 - 3.3智能家居系统结构............................................ - 8 -第四章系统硬件设计..................................................................................................... - 10 - 4.1 ZigBee通信模块硬件设计. ................................... - 10 -第五章系统软件设计................................................ - 12 - 5.1 ZigBee网络设备软件........................................ - 12 - 5.2Zigbee绑定机制的引入....................................... - 15 - 5.3智能家居管理界面设计....................................... - 15 -第六章总结与展望.................................................. - 17 -参考文献........................................................... - 18 -
毕业设计（论文）题目：基于ZigBee的智能家居系统设计与实现
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日