基于ZigBee的烟雾温度传感系统设计

计算机科学与技术学院《zigbee无线网络原理》课程设计报告设计题目：基于zigbee的烟雾检测系统设计人员：学号：学号：学号：学号：指导教师：2015年5月目录摘要 (I)Abstract (II)1 设计意义与目的 (1)1.1 目的 (1)1.2 意义 (1)2 设计内容 (1)2.1 烟雾报警器的工作原理 (1)2.2 设计方案 (2)2.3 结构组成 (3)2.4 实验所需器材 (3)3 实验电路图 (4)4相关模块的性能参数 (5)4.1 ZigBee核心板相关简介 (5)4.2 烟雾传感器性能参数 (5)5 系统主程序设计及流程图 (8)6 软件程序功能实现模块 (9)6.1 基于VB语言上位机程序控制 (9)6.2 ZigBee核心板下位机烟雾传感器程序 (11)7作品实物图展示 (13)8实验小组成员分工 (13)9实验总结 (14)10 参考文献 (15)11.小组成员评分 (16)摘要在当前社会的发展之下，无线网络发展的越来越快，作为无线网络中的zigbee也是大受关注。

全民防火已成了生活中的话题，但是目前许多设计都是围绕大型火灾报警来建设，如商圈，会场，公共场所。

因此，我们就很有需要去研制一种相对简单、且经济实用的家用烟雾检测系统来适应市场的需求。

该设计是采用了烟雾传感器的实验火灾检测，传感器采用MQ-2型半导体可燃气体敏锐元件烟雾传感器完成烟雾的检测。

烟雾报警器是由烟雾信号采集，32芯片内部A/D转换，以及显示电路。

该设计主要是针对烟雾报警系统中的各个模块及各模块的功能连接方式，以及系统软件怎么设计作了简单的分析和解答。

关键字：烟雾报警器；ZigBee；无线控制AbstractUnder the current social development, the development of the wireless network is more and more quickly, as the zigbee wireless network is also a big concern.The national fire prevention has become an issue of life, but now many of the design is built around a large fire alarm to, such as business, conference, public places. As a result, we it is necessary to develop a relatively simple, and the economic and practical household smoke detection system to adapt to the demand of the market.This design is to use the smoke sensor experiment of fire detection, sensor adopts MQ - 2 type semiconductor gas sensitive element smoke sensor complete smoke detection. Smoke alarm is made up of smoke signal acquisition, 32 chip internal A/D conversion, and display circuit. This design is mainly aimed at the smoke alarm system function modules and the modules of connection mode, and how to design a simple analysis system software and solutions.Key words: smoke alarm; ZigBee; wireless control1 设计意义与目的1.1 目的设计一个由ZigBee控制的烟雾报警器，可以对房间的烟雾进行检测，如果超过设定的浓度，采取相应措施。

基于ZigBee技术的无线温度传感器网络节点的设计的开题报告一、课题来源随着物联网技术的发展，传感器网络在各个领域的应用也越来越广泛。

无线传感器网络是其中的重要组成部分。

其中，基于ZigBee技术的无线传感器网络因其低功耗、自组织、自修复等特点，逐渐受到人们的关注和应用。

本课题旨在设计一种基于ZigBee技术的无线温度传感器网络节点，用于监测温度变化，广泛应用于农业、医疗、工业自动化等领域。

二、研究目的本研究的主要目的是设计一种基于ZigBee技术的无线温度传感器网络节点，用于实时监测温度变化，并将数据通过无线传输到基站或云端服务器中。

具体研究内容如下:1. 设计和实现温度传感器节点硬件电路。

2. 编写ZigBee协议栈和驱动程序，实现无线通信。

3. 通过集成开发环境编写嵌入式代码，实现温度数据的采集和传输。

4. 实现与基站或云端服务器的数据交互。

5. 测试和优化设计的无线温度传感器网络节点。

三、研究方法1. 硬件设计：使用Altium Designer或Eagle软件，设计节点的硬件电路图和PCB布局图。

2. ZigBee协议栈和驱动程序：使用ZigBee协议栈开发工具（如Z-Stack），编写ZigBee协议栈和驱动程序。

3. 嵌入式代码编写：采用Keil或IAR等集成开发环境，编写嵌入式代码实现数据采集和传输。

4. 数据交互：使用串口、TCP/IP协议等方式，实现节点和基站或云端服务器的数据交互。

5. 测试和优化：对设计的节点进行测试和优化，确保其稳定可靠，并满足应用需求。

四、研究意义本研究的成果有以下几个方面的意义：1. 实现了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的设计，为该领域的应用提供了有力的支持。

2. 通过监测温度变化，为农业、医疗、工业自动化等领域提供了一种实时、可靠的数据采集方法。

3. 该传感器节点具有低功耗、自组织、自修复等特点，具有较高的可靠性和稳定性。

4. 为未来基于ZigBee技术的传感器网络的发展和应用提供了有益的经验和思路。

专利名称：基于zigbee的无线烟雾传感器系统专利类型：实用新型专利
发明人：司昊杰
申请号：CN201320139249.1
申请日：20130325
公开号：CN203179214U
公开日：
20130904
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了基于zigbee的无线烟雾传感器系统，其包括：无线烟雾传感器节点，所述无线烟雾传感器节点采集现场的烟雾数据，并将采集到的数据进行预处理后通过ZigBee网络传至ZigBee网关；ZigBee网关，所述ZigBee网关将接受到的数据转换成以太网协议格式的数据，并通过以太网传至控制中心；控制中心，所述控制中心对接受的数据进行实时的监控计算和显示。

该系统通过zigbee技术能够实现对机房内无死角的实时监控，并能够在发现问题的第一时间内发出警报，有效保证机房的安全性。

申请人：上海宽岱电讯科技发展有限公司
地址：201501 上海市金山区枫泾镇嘉枫公路2号
国籍：CN
代理机构：上海天翔知识产权代理有限公司
代理人：刘粉宝
更多信息请下载全文后查看。

基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。

温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一，对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。

ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术，凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点，已成为无线传感器网络的主流技术之一。

本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。

该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据，通过数据传输和处理，实现对温度信息的实时监测和分析。

系统设计注重实用性和可靠性，力求在保证数据准确性的同时，降低成本和提高效率。

本论文的主要内容包括：对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述，分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构，包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨，如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性，并对实验结果进行分析和讨论。

本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考，对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。

1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。

作为WSN的关键技术之一，ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点，成为实现WSN的重要手段。

温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用，通过对环境温度的实时监测，为生产生活提供准确的数据支持，对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。

传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式，存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。

为了解决这些问题，基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。

编号：（ ）字 号本科生毕业设计题目：姓名： 学号： 班级：二〇一四年六月基于CC2530的温度监测系统设计 李明达 04101918 信息工程2010-4班中国矿业大学本科生毕业设计姓名：李明达学号：04101918 学院：信息与电气工程学院专业：信息工程设计题目：基于CC2530的温度监测系统设计专题：指导教师：华钢职称：教授二〇一四年六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院信息与电气工程学院专业年级信息2010级学生姓名李明达任务下达日期：2013年12月30日毕业设计日期：2013年12月30日至2014年6月10日毕业设计题目：基于CC2530的温度监测系统设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1.设计基于CC2530的无线温度检测节点；2.多个节点组成一跳网络；3.节点可睡眠；4.设计节点软件；5.简单设计上位机软件院长签字：指导教师签字：年月日指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本文主要对煤矿监控系统中温度的监测进行研究和分析，根据国内目前对于温度监测方法的研究，设计了一种基于CC2530的温度监测系统。

本文首先对本课题的研究意义及国内发展现状进行分析和研究，详细比较了几种现有的温度监测方法，根据煤矿监控系统所处的复杂环境需要，提出了基于CC2530的温度监测系统设计。

随后本文对设计所采用的ZigBee无线自组网技术和ZigBee开发套件进行了简要介绍，并对设计所采用的Z-Stack协议栈的工作流程作详细介绍。

基于ZigBee的烟雾检测火灾报警传感节点设计研究孙海莉【摘要】Fire is not only a serious threat to the safety of people's lives and property, but also affects the social stability and development, and accelerated constantly in the process of urbanization, urban population density increasing, under the precondition of building height increases rapidly, threat caused by fire is difficult to assess. The from the control and prevention of fire accidents of based on ZigBee technology proposed a smoke detection fire alarm sensor node design, combined with the corresponding reliability test, demonstrates the feasibility and reliability of the scheme, so that the system can automatically collect smoke signal and send alarm information, and timely on the fire hazard were excluded, to ensure safety.%火灾不仅严重威胁着人们的生命财产安全,更影响着社会的稳定和发展,而在当前城市化进程不断加快,城市人口密度不断增大,建筑高度迅速增加的前提下,火灾所造成的威胁更是难以估量.本文从控制和预防火灾事故的目的出发,基于ZigBee技术,提出了一种烟雾检测火灾报警传感节点的设计方案,同时结合相应的可靠性试验,对方案的可行性和可靠性进行了论证,使得系统能够自动采集烟雾信号,发送报警信息,从而及时对火灾隐患进行排除,确保安全.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)010【总页数】4页(P81-83,86)【关键词】ZigBee;烟雾检测;火灾报警;传感节点【作者】孙海莉【作者单位】西安铁路职业技术学院陕西西安 710014【正文语种】中文【中图分类】TN99在高层建筑中，一旦发生火灾事故，所造成的危害可以说是毁灭性的，加上火灾探测信号自身的多变性、复杂性以及传统火灾报警系统中存在的缺陷，误报和漏报现象时有发生，使得人们“谈火色变”。

4 基于8051 的红外遥控器要求：●了解红外通信原理，将按键的值编号，再通过红外编码，通过红外发射管发射；●解码：接收红外一体化接收头的电平信号，并显示在数码管；●做好人机接口（按键输入，数码管显示）。

参数：编码格式采用曼切斯特。

具体操作参考框架参考：毕业设计（论文）-基于单片机的红外遥控温度报警器设计1 STC89C52见Datasheet2 1838见Datasheet3 红外协议NEC鉴于彩电、VCD、DVD音视频系统和家电音响设备所配红外遥控器的控制种类多，各遥控器之间工作时又不能互相干扰，若采用简单的编码方式，很难适应其要求，所以，家电专业生产厂家给这此遥控器制定了严格的红外线传输编码协议，市面上有几种编码协议，如NEC 码、Sonyd码、RECS80码、Motorola码、Japanese码、SAMSUNG码等，这里仅对NEC编码协议为实例，先详细介绍它的编码方式，然后介绍遥控器的接收解码原理，再用51单片机把接收的解码信号按键码工作方式读取出来。

图11。

红外编码NEC协议NEC协议的编码称为NEC码，采用脉冲相位调制（PPM），红外遥控器调制波的载波频率为38kHz。

图2是NEC码的定义和编码格式：图2(a)是NEC协议的“0”、“1”码的定义，即“0”码定义为0.56ms高电平脉宽（常称为传号）和0.565ms低电平（常称为空号）组成“0”码；“1” 码定义为0.56ms高电平脉宽和1.69ms低电平，组成“1”码。

由此可见NEC 协议“0”、“1”码定义与我们熟悉的二进制“0”、“1”定义完全不同。

图2(b)是NEC协议传输一帧信息（或信号）码的组成，每一帧信息由引导码（9ms脉宽和4.5ms低电平）开始，后面紧跟着16位地址码（又称用户码）和16位键码（又称命令码）。

在16位地址码中，有的分为低8位地址和高8位地址；而有的高8位地址码是低8位地址码的反码。

在16位键码中，其高8位是键码，低8位是键码的反码。

基于WIFI和ZigBee的智能烟感报警器1 作品介绍1.1 作品功能本作品借助物联网技术开发了一种烟雾报警系统，用于监控火灾、煤气泄漏等不安全事故的发生。

该烟雾报警系统由无线传感器网络节点和监控系统两个部分组成。

无线传感器网络节点由多个感知模块组成，用于实时检测多个监控区域的环境参数（如烟雾气体浓度、一氧化碳浓度等），并通过传感器网络将所有数据传输至监控系统。

监控系统由下位机、PC上位机、手机APP三个部分组成：下位机安装在用户监控场所，通过无线传感器网络实时接收传感器节点的环境参数，并利用ZigBee网络和WIFI网络将监控数据分别发送至监控中心的PC上位机和用户手机的APP，若被监控的区域发生火灾、煤气泄漏等安全事故，三者将同时报警，从而极大程度地减低了无法获取安全事故发生的问题的风险，能够第一时间对受灾的地点进行抢救。

本作品可用于普通家庭住宅用户安全事故的监控，一旦发生安全事故，家庭住宅的下位机、小区物业部门安装的PC上位机、住户手机的APP三者将同时发出报警信号，能够第一时间对事故地点进行抢救；同时，本作品可用于酒店、办公楼、商业广场、工厂操作间等需要大面积多区域监控的场所。

1.2 作品创新点本作品的创新点在于：1、通过下位机、PC上位机、手机APP三种终端报警的方式降低无法第一时间获取安全事故发生的风险，能够第一时间对事故地点进行抢救；2、利用无线传感器网络的优势，将监控传感器和监控系统分离成独立的模块，实现了增加监控区域只需安装独立的传感器节点的特性，极大程度地提升了系统的可扩展性，同时使得系统具有较低的扩展成本。

2 准备事项2.1 作品原理如图2.1所示，本作品由无线传感器网络节点和监控系统两个部分组成。

无线传感器网络节点对监控点的环境参数进行采集并处理，通过无线通信模块将处理后的数据发送至下位机。

监控系统由下位机、PC上位机和手机APP三个部分组成。

下位机对无线传感器网络节点传输的环境参数进行分析，同时在LCD进行显示，并通过WIFI和ZigBee网络将数据分别发送至手机APP和PC上位机；若接收的环境参数数据满足安全事故发生的条件，下位机将通过语音模块发出报警提醒，同时手机APP和PC上位机也将发出报警信号；若用户发现发出的报警信号为误触信号，用户可通过按键或者语音识别模块关闭报警。

毕业设计题目基于ZigBee的烟雾温度传感系统设计学院自动化与电气工程学院专业自动化班级仪器0901学生5645136学号49指导教师王中华二〇一三年六月八日摘要无线传感技术如雨后春笋般日益成熟，其具有成本低、能耗小、无需布线、相互之间没有电气干扰等优点，极大的迎合了公众的节能，使用方便的需求心理。

本文设计了一种基于ZigBee技术的烟雾温度传感系统，主要有两部分组成：数据采集系统（无线终端下位机）和数据接收系统（上位机），上位机和下位机呈现一对多的关系。

采用CC2430模块通过ZigBee协议实现上位机和下位机数据的无线收发功能。

本文根据课题设计任务的要求，完成了烟雾传感器、温度传感器、液晶显示、射频收发模块的选型，设计了由电源模块、传感器模块、数据无线传输模块、串口模块等构成系统的相关电路，制定了数据无线传输通讯协议，编制了相关程序，并进行了相关的实验调试。

此无线传感系统性价比较高，适应能力强，复杂度低，极大的提高系统可靠性、灵活性和检测范围，降低系统的成本，具有较好的应用前景。

关键词：ZigBee；无线传感系统；下位机；射频收发模块；通讯协议ABSTRACTWireless sensing technology have sprung up day by day mature. It has low cost, low energy consumption, no wiring, and the advantages of no electrical interference between each other, catering to the energy saving of the public, convenient to use the psychological demand. This paper designed a kind of smoke temperature sensing system based on ZigBee technology. There are two major parts: the data acquisition system (wireless terminals under a machine) and data receiving system (PC). Upper machine and lower machine presents a one-to-many relationship. Using CC2430 module through the ZigBee protocol implementation of upper machine and lower machine data radio transceiver functions. In this paper, according to the requirements of project design, completed the smoke sensor, temperature sensor, LCD display, rf transceiver module selection, design including power supply module, sensor module, wireless data transmission module, serial port module composition system such as the relevant circuit, established data wireless communication protocol, compiled the relevant procedures, and has carried on the related experimental debugging. The wireless sensor system, high cost performance, strong adaptability, low complexity, greatly increase the system reliability, flexibility and range of detection, lower the cost of the system, has good application prospect.Key words：ZigBee；Wireless sensor systems; Sensor module; RF transceiver module;Communication protocol目录摘要 ................................................................................................ 错误!未定义书签。