内容发布更新时间 : 2024/5/4 8:07:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

摘要

摘 要

本设计主要包括终端节点、协调器控制单元和数据液晶显示三大部分。硬件设计部分，信息采集终端节点的传感器主要负责室内环境数据的实时采集，并将这些数据传送给采集模块处理器，由采集模块处理后将信息通过ZigBee无线通信网络发送至协调器控制中心。协调器控制单元的主控制器同样选用CC2530芯片，将CC2530芯片最小模块与核心板的标准接口连接，核心板的设计主要包含程序下载与功能仿真模块、板载USB转串口模块。

测控系统的软件设计部分，主要包含采集节点的程序设计、协调器节点的主程序设计和通信模块的程序设计。采集节点的程序设计主要是保证数据的正常采集，协调器节点主程序是整个系统的核心部分，负责整个网络的建立和对采集终端的自动控制。系统中对室内温湿度及光照强度数据采用双位模糊控制算法进行自动处理，简化了系统内部指令控制的复杂性，极大的提高了室内测控系统的工作效率。通信模块主要是负责数据的收发，稳定可靠的数据传输为整个系统的正常运行提供了有效保障。

经过多次对系统中各个功能模块的测试分析，测控系统中选择的传感器、协调器以及液晶显示模块都基本达到了预期的目的。本文设计的智能家居系统具有价格低廉、性能稳定、低功耗等优点，可以充分减少人力成本。

关键词：无线传感网络；ZigBee技术；温湿度测控；CC2530qq749986419

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Abstract

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目录

目录

摘 要 ............................................................... I 第一章 概述 ......................................................... 1

1.1 课题研究的背景及意义 ........................................ 1 1.2 课题研究的创新点 ............................................ 1 1.3 论文的组织结构 .............................................. 2 1.5 本章小结 .................................................... 2 第二章智能测控系统硬件设计 .......................................... 3

2.1测控系统的总体框架设计 ....................................... 3 2.2 系统核心板模块的硬件设计 .................................... 4

2.2.1 核心板模块微处理器的选取 ............................... 4 2.2.2 CC2530芯片基本电路设计 ............................... 5 2.2.3 核心板模块的PCB板制作 ................................. 6 2.3 采集节点的硬件电路设计 ...................................... 8

2.3.1 温湿度传感器的选取 ..................................... 8 2.3.2 光照传感器的选取 ....................................... 9 2.3.3 数据采集模块的电路设计 ................................ 10 2.3.4 电源模块电路设计 ...................................... 10 2.4 协调器节点的硬件电路设计 ................................... 11

2.4.1 液晶显示模块设计 ...................................... 11 2.5 本章小结 ................................................... 12 第三章 智能测控系统软件设计 ........................................ 13

3.1 测控系统的总体软件设计 ..................................... 13 3.2 数据采集终端的软件设计 ..................................... 14

3.2.1 采集终端总设计程序流程 ................................ 14 3.2.2 温湿度及光照信息采集流程 .............................. 14 3.2.3 采集终端节点块收发程序设计 ............................ 15 3.3 协调器节点软件设计 ......................................... 17

3.3.1 协调器数据显示单元程序设计 ............................ 17 3.3.2 协调器节点通信主程序设计 .............................. 18 4.4 本章小结 ................................................... 19 第四章 系统性能测试及分析 ........................... 错误!未定义书签。

4.1 信息采集终端性能测试 ........................ 错误!未定义书签。

4.1.1 温湿度信息采集测试 ..................... 错误!未定义书签。 4.1.2 光照信息采集测试 ....................... 错误!未定义书签。 4.2.1 CC2530无线收发模块性能测试 ............ 错误!未定义书签。

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第一章 概述

第一章 概述

1.1 课题研究的背景及意义

传感器网络为未来的远程医疗提供了更加方便、快捷的技术实现手段。如果在住院病人身上安装特殊用途的传感器节点，如心率和血压监测设备，利用传感器网络，医生就可以随时了解被监护病人的病情，进行及时处理。还可以利用传感器网络长时间地收集人的生理数据，这些数据在研制新药品的过程中是非常有用的，而安装在被监测对象身上的微型传感器也不会给人的正常生活带来太多的不便。此外，在药物管理等诸多方面，它也有新颖而独特的应用。

除此之外，无线传感网络在空间探索、信息家电和智能家居都有着广泛应用。可以想见无线传感网络将会是人感官与思维的极大延伸，而根据摩尔定律，无线传感网络的节点将会更加趋于集成化、微型化和智能化，使我们的经济与社会发展得到更大的驱动力。但到目前为止，我国的大棚、日光温室内环境主要仍靠人工经验来管理，缺乏系统的科学指导。其栽培技术缺乏量化指标，主要靠管理者的经验，科技含量不足，只能被动地实现保温、降温、遮阳和防雨，而不能主动地调节温、光、水、肥、气，这几乎成了限制温室作物高产优质种植的主要障碍。可见，温室控制技术的发展，对于温室产业乃至我国的农业现代化进程具有深远的影响。很多温湿度监测环境范围大，测点距离远，布线很不方便。这时就要采用无线技术的智能网络化传感器进行采集。在本设计系统中各点的温湿度传感器SHT11将采集到的温湿度值送给CC2430进行处理，采用RS-485总线作为计算机与测控网络的接口，能准确测量范围内的温湿度，又能解决布线不便的问题。本设计的ZigBee技术的温湿度数据采集系统可被广泛应用于温湿度测量的工业、农业、环保、服务业、安全监控等工程中。

1.2 课题研究的创新点

本文的创新点主要有：

1. 本系统可以通过ZigBee无线传感器测控系统对协调器节点及终端节点采集的数据进行测控，并能够根据设定湿度值范围对温室内农作物进行智能化灌溉。

2. 本课题设计将无线传感技术、ZigBee技术、CC2530芯片技术有效的结合起来，系统的使用及功能扩展更加合理方便。

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