一种基于无线传感器网络的机房温湿度监测控制系统

基于无线传感器网络的环境温湿度控制系统设计无线传感器网络是一种通过无线通信与传感器节点进行数据交互的系统。

它基于节点之间的无线传输，实时收集环境温湿度数据，并控制环境参数以实现温湿度的调节。

本文将详细描述基于无线传感器网络的环境温湿度控制系统的设计。

一、系统需求分析环境温湿度控制系统的设计需要满足以下基本需求：1. 实时采集环境温湿度数据：系统需要能够及时准确地采集环境温湿度数据，以便进行后续的温湿度调节。

2. 接收和处理数据：系统应能够接收并处理传感器节点发送的温湿度数据。

3. 控制环境参数：根据采集到的温湿度数据，系统需要计算出相应的控制参数，并将其发送给控制设备，实现温湿度的调节。

4. 监测和报警功能：系统应能够监测环境温湿度的变化，并在出现异常情况时及时发出报警。

二、系统设计基于上述需求，我们设计了以下系统框架：1. 传感器节点：每个传感器节点负责采集环境温湿度数据，并通过无线传送给主控节点。

传感器节点可以使用常见的温湿度传感器，如DHT11或DHT22。

2. 无线传输：传感器节点通过无线传感器网络将采集到的温湿度数据传送给主控节点。

可以使用低功耗无线协议，如ZigBee或Bluetooth Low Energy（BLE）。

3. 主控节点：主控节点接收传感器节点发送的温湿度数据，并通过算法计算出相应的控制参数。

主控节点还负责控制设备，如空调或加湿器等，通过无线或有线方式将控制参数发送给控制设备。

4. 控制设备：控制设备根据接收到的控制参数，调节环境温湿度。

可以根据实际需求选择相应的控制设备，如风机、加热器、喷雾器等。

5. 数据处理与存储：系统将采集到的温湿度数据保存在数据库中，以供后续的数据分析与处理。

6. 监测与报警：系统会定时监测环境温湿度的变化，并设定阈值，一旦温湿度达到异常情况，系统会及时发送报警通知。

三、系统实现在实现基于无线传感器网络的环境温湿度控制系统时，需要考虑以下关键要素：1. 传感器选择：选择合适的温湿度传感器，确保精度和稳定性。

基于ZigBee 无线传感网络的SMT 厂房温湿度监控系统设计张青培，王直（江苏科技大学江苏镇江212003）摘要：ZigBee 是一种能满足低功耗、低复杂度、低成本的新的无线通信技术，文中针对ZigBee 的技术特点和SMT 厂房的特殊的环境要求，提出了一种基于ZigBee 无线传感网络的温湿度监控系统。

本系统以射频芯片CC2530为核心，搭建了系统网络的硬件平台，并在ZigBee2007协议栈基础上进行了系统软件流程设计。

经过试验，系统组网灵活，控制精度较高，对厂房的温湿度智能化、统一化的管理有着重要的实际意义。

关键词：ZigBee ；CC2530；SMT ；无线传感网；监控中图分类号：TP722文献标识码：A文章编号：1674－6236（2013）01-0081-04Design on SMT workshop temperature and humidity monitoring system based onZigBee wireless sensor networkZHANG Qing -pei ，WANG Zhi（Jiangsu University of Science and Technology ，Zhenjiang 212003，China ）Abstract:The ZigBee technology is a new wireless communication technology with the characters of low consumption ，low complexity ，low cost and so on.In this paper ，a temperature and humidity monitoring system based on ZigBee wireless sensor network is designed for the special environmental requirements of the SMT workshop.The CC2530RF chip is the core of the network hardware platform.The software process is designed on ZigBee2007protocol stack.A serial of tests have proved that the system can work with flexibility and high controling accuracy ，temperature and humidity intelligent plant ，unified management has important practical significance.Key words:ZigBee ；CC2530；SMT ；WSN ；temperature and humidity ；monitoring收稿日期：2012-09-06稿件编号：201209041作者简介：张青培（1987—），男，河南信阳人，硕士研究生。

基于无线传感器网络的温室大棚温湿度监测与控制系统设计温室大棚是一种用于农业生产的封闭空间，它可以提供良好的环境条件，使植物在较长的时间内得到适宜的生长环境。

温室大棚的温度和湿度是农作物生长的关键因素之一。

为了实现温室大棚的温湿度监测与控制，我们可以利用无线传感器网络技术来设计一个智能监测与控制系统。

首先，我们可以通过无线传感器节点来采集温湿度数据。

传感器节点可以使用温湿度传感器来感知环境的温度和湿度变化。

这些传感器节点可以布设在温室大棚中的不同位置，以获取更全面的数据。

传感器节点可以通过无线通信方式将数据传送给基站节点。

基站节点是无线传感器网络中的中心节点，它负责接收传感器节点发送的数据，并将数据交给上位机进行处理。

基站节点可以通过无线通信方式与传感器节点进行数据传输。

为了提高网络的可靠性和稳定性，可以采用多节点协作的模式，使网络中任意一个节点故障，不会影响整个系统的工作。

在接收到传感器节点的温湿度数据后，上位机可以进行数据处理和分析。

通过对温湿度数据的分析，我们可以了解温室大棚中的温湿度变化趋势，并根据需要进行相应的控制。

上位机可以使用数据可视化的方式将温湿度数据以图表或曲线的形式展示给用户，方便用户实时了解温室大棚的温湿度情况。

在温室大棚的温湿度监测与控制方面，可以采用反馈控制的方法来实现。

根据温湿度数据的变化情况，上位机可以向温室大棚中的执行机构发送控制信号，实现对温湿度的控制。

例如，在温度过高时，上位机可以通过执行机构打开大棚的通风窗，降低温度；在湿度过高时，上位机可以通过执行机构启动降湿设备，降低湿度。

这样，可以实现对温室大棚温湿度的自动控制。

此外，为了进一步改进温室大棚的温湿度监测与控制系统，可以引入智能算法和预测模型。

智能算法可以根据历史温湿度数据和环境条件，预测未来的温湿度变化趋势，并自动调整控制策略。

预测模型可以通过分析大量的历史数据，建立温湿度与作物生长之间的关系模型，为农民提供相应的建议和指导。

基于ZigBee技术的无线温湿度监控系统摘要：无线通信是当前科技发展的一个热门技术，其中ZigBee无线网络以其低功耗、低成本、低数据传输速率、易应用以及工作在免费的ISM频段的特点，在各种工业监控自动控制传感器网络等领域得到广泛应用。

文章介绍的温湿度监控系统是基于ZigBee技术构建的无线网络数据采集控制装置，该系统是一种特殊的Ad-hoc网络，是由许多无线传感器节点协同组织起来的，实现温湿度数据的分布式采集、处理、监控和无线传输等功能。

关键词：单片机；ZigBee；无线网络；CC2420随着现代科技的不断发展，无线通信技术越来越受人们的青睐，无线通信技术一直向着低功耗、低价格、高稳定定性和不断提高传输距离的方向发展。

目前，市场上的近距离无线通信技术主要有无线局域网WiFi、超宽频技术、蓝牙和其它一些专用标准的产品。

一些大公司为开拓市场和应用领域，也在积极研究和制定一些新的无线组网通信技术标准，通信市场上已有多家公司推出应用于近距离通信的无线网络芯片产品。

不少嵌入式通信产品也采用了这类技术，但它们大部分只提供解决无线通信的射频通道，没有一个统一的标准规范来制定MAC层、链路层和网络层的通信协议，不具备兼容性；而且对通信的控制软件完全依赖目标系统设计，由用户自己完成，不仅额外增加了工作量，而且代码的可靠性、效率都较低，对组网应用更可能存在问题；不同公司设计的产品不具备互操作能力，不具备通用性。

此外，这些通信技术的普遍存在成本高、功耗大、抗干扰能力差等缺点，不适合大面积应用推广。

ZigBee技术是一种新兴的短距离、低功耗、低传输数据速率的无线通信技术。

它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。

ZigBee是一组基于IEEE 批准通过的802.15.4无线标准研制开发的无线技术标准，在数千个微小的传感器之间相互协调通信。

这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。

专利名称：一种用于机房温湿度控制的无线传感器专利类型：实用新型专利
发明人：韩凤英
申请号：CN201520256808.6
申请日：20150424
公开号：CN204535732U
公开日：
20150805
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种用于机房温湿度控制的无线传感器，包括安装时埋入墙体的底座、能与底座分离的测量组件以及套装在测量组件上的罩壳，其中，所述测量组件包括湿敏电阻，此湿敏电阻固定在一个底部设置有温敏电阻的陶瓷导热盘片中，且在此湿敏电阻与陶瓷导热盘片之间设置有一层石墨烯层，另外，在湿敏电阻以及陶瓷导热盘片下部分别设置有一组数据探针，此数据探针与底座中的数据处理模块相连，且在所述数据处理模块侧旁设置有无线传输模块用以和外界温、湿度控制装置进行数据交换。

本实用新型结构简单紧凑、体积小，使用过程更加稳定，有利于延长设备的使用寿命。

申请人：韩凤英
地址：410000 湖南省长沙市天心区暮石路新田999号
国籍：CN
代理机构：长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：马家骏
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基于无线技术的机房温湿度监测系统发表时间：2019-07-22T11:34:02.287Z 来源：《建筑模拟》2019年第23期作者：胡杰[导读] 针对某大型油库自控及信息中心机房的现状，开发一个机房环境集中监控平台，通过4G无线技术，自控及信息巡检人员可以实时监测机房内的温湿度数据，从而了解基站内各设备的运行状态。

胡杰中化兴中石油转运（舟山）有限公司浙江舟山 316000摘要：针对某大型油库自控及信息中心机房的现状，开发一个机房环境集中监控平台，通过4G无线技术，自控及信息巡检人员可以实时监测机房内的温湿度数据，从而了解基站内各设备的运行状态。

当这些温湿度设备发生异常或故障时，该系统会通过短信和手机推送的方式发送到巡检人员手机端上，提醒巡检人员及时处理，有效地保障了自控和信息设备安全，为我库区正常生产作业提供了强有力的保障。

关键词：UPS电源；4G无线；手机APP1无线温湿度系统结构该系统主要由前端信息采集设备（包括现场温湿度检测传感器和GPRS无线发送模块）、云服务器和数据展示终端三部分构成。

GPRS 无线发送模块通过GPRS传输方式实时向中心机房或各远程监控站中的各个监控设备发送采集各种数据的指令，不同设备的指令及传输方式不一样，对所采取数据进行分析和计算并进行有效存储。

服务器对返回数据进行分析及存储以及分析，并同时记录设备的状态以及实时消息推送。

前端信息采集设备安装于各个自控及信息机房内，现场温湿度监测传感器采集机房坏境的温湿度数据，云平台与前端信息采集设备进行实时通讯交互，通过实时数据展示、多样化报警方式、历史数据报表分析等功能，使库区基站巡检人员无需24小时值守机房就能及时了解设备及周边温湿度状态。

系统总结框架1.1温湿度传感模块温湿度传感器选用带DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。

其精度湿度+-5%RH，温度+-2℃，量程湿度20-90%RH，温度0～50℃。

1.2 GPRS无线发送模块GPRS无线发送模块通过RJ45网线与现场温湿度传感器相连接，其中RJ45提供电源给温湿度传感器供电，同时通过485通讯方式传输至无线发送模块内，无线发送模块通过数据转换发送至云端服务器。

基于无线传感器网络的温湿度监控系统的设计方案1.1课题背景温度、湿度是非常重要的物理参数，与人们的生产生活密切相关。

温湿度测量及控制技术广泛应用于气象监测、食品仓储、工农业生产、工业控制、科学研究以及日常生活当中。

目前市场上的温湿度监测系统多采传统的有线方式，必须在采集现场铺设大量的线缆用于传感器供电、信号传输以及数据采集。

近年来，无线通信、微电子技术、传感器技术以及嵌入式计算等技术的不断进步，推动了低成本、低功耗无线传感器网络的发展，促使无线传感器网络成为当今活跃的研究领域[1]。

无线传感器网络由具有感知能力、计算能力和通信能力的大量微型传感器节点组成，强大的数据获取和处理能力使得其应用范围十分广泛。

基于需要监控的参数为温度、湿度两个物理量，因而设计低成本、低功耗、高可靠性、高安全性的无线传感器网络技术的检测系统是有必要的。

无线传感器网络可监控室内不同点位的数据，通过传感器节点将环境监测所需的信息方便快捷的传到计算机。

比如在档案室、图书馆等场所布置大量的传感器节点，并通过计算机监控和现实相关参数，同时实现上下限报警，控制空调等功能。

这种监测系统有效地解决了传统有线方式的信号线，控制线，电源线混杂在一起，系统运行时，容易受到传输距离、电磁干扰等因素的影响而变的不稳定，尤其是在测量点数较多或通信距离较远时，系统的不稳定因素会变得更加严重等问题。

1.2课题研究的意义温、湿度是人们日常生活中接触最多的两个物理量，人们的日常生活、动植物的生存繁衍和周围环境的温湿度息息相关，石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温、湿度也有着较高的要求[2]。

例如：烟叶和纸张是吸湿性极高的材料，卷烟生产的每一个阶段对温、湿度都有非常特别的要求，以确保所使用材料的水分，保证生产的效率和产品质量；印刷车间的温、湿度控制水平对印刷质量有很大的影响；为防止库存武器弹药、金属材料等物品霉烂、生锈，必须保持环境温度不能过高和干燥；而水果、种子、肉类等的保存又需要保证一定的湿度；在矿山、棉麻、塑料、粉末金属、食品生产加工等企业的生产车间（环境）中往往会产生大量的可燃或易燃粉尘，如果空气湿度过低，在一定的能量下，极易发生粉尘爆炸。

基于无线传感器的温湿度监测系统设计与实现随着物联网技术的发展，基于无线传感器网络的温湿度监测系统已经成为现代生活中不可或缺的一部分。

这类系统可以帮助我们实现对温度、湿度等环境因素的准确监测和控制，从而为生产、生活带来诸多好处。

本文将对基于无线传感器的温湿度监测系统的设计和实现进行详细介绍。

一、设计思路在本系统中，我们使用了一组无线传感器节点，这些节点可以分别采集不同位置的温湿度数据。

当节点采集到数据后，它会将数据通过网络传送到基站，基站将数据展示在界面上，方便用户进行查看和管理。

因此，本系统的设计需要包括三个基本模块：传感器节点、无线通信模块和基站控制模块。

在考虑系统设计的过程中，我们首先考虑节点的选择和部署。

鉴于本系统主要用于环境监测，我们选择了先进的传感器节点，这些节点具有高精度、低功耗、小体积等特点，能够在一定范围内准确检测到温湿度等环境数据。

同时，在节点的布置中，我们考虑了环境布局和传感器的灵敏度，使其能够更准确地检测到目标区域的变化。

其次，我们需要考虑无线传输模块的选择和配置。

在此处我们采用的是基于ZigBee协议的无线传输模块，它具有高带宽、低功耗、传输距离远等优点，可满足该系统的数据传输需求。

通过无线传输模块，传感器节点采集到的数据可以在不同的节点间自由传输和共享，从而实现数据的实时监测和管理。

最后，我们选择了PC机作为基站控制模块，通过编写相应的软件程序来实现对传感器节点所采集的数据进行管理和控制。

这个模块的设计需要与传感器节点和无线传输模块相互协同，以实现数据的传输、处理和展示。

二、实现方法在本系统的实现中，我们首先进行了传感器节点的布置和配置，将多个节点放置于不同的监测区域，并在节点中进行相应的参数配置和优化，以满足监测和传输的需求。

其次，我们实现了无线传输模块的集成和配置。

通过一个小型的无线传输网络，将传感器节点的数据传输至基站，并对数据进行存储和记录，便于用户查看和分析。