基于无线传感器网络的家居环境检测与控制系统设计___论文.docx

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学 号：

3111139118

题目类型：

设计

（设计、论文、报告）

桂林理工大学

GUILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

本科毕业设计 （论文）

题目：

基于无线传感器网络的家居环境监测与控制系统设计

学 院：

信息科学与工程学院

专业（方向）：

通信工程

班 级：

2011-2班

学 生：

陆银龙 qq826801027

指导教师：

邓昀

2015年05月22日

桂林理工大学

毕业设计（论文）独创性声明

本人声明所呈交的设计（论文）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，设计（论文）中不包含其他人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得桂林理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

对设计（论文）的研究成果做出贡献的个人和集体，均已作了明确的标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

设计（论文）作者签名：

日期：

年 月 日

桂林理工大学

设计（论文）使用授权声明

本设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅或借

阅。

本人授权桂林理工大学可以将本设计（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设计（论文）。

设计（论文）作者签名：

日期：

年 月 日

指导教师签名：

日期：

年 月 日

桂林理工大学本科毕业设计

·论文

摘 要

由于各种现代化信息技术的迅猛发展、进步和提高，及人们的生活水平的提高和需要，也对我们所居住的环境要求有所提高。

健康、优美、舒适、无污染的生活环境是人们理想是居住环境。

最近这几年，人类在信息技术上得到了快速发展，也使得有线无线通信技术有了前所未有的突破，技术的成熟是降低成本的基础，由于无线通信技术具有安装简单、无需布线、低功耗、经济实用等特点，因此，本文为此而设计了设计一个基于ZigBee无线通信技术和传感器技术的环境检测及防盗自动控制系统，以实现对人们家居工作生活环境温湿度的测量监控及防盗功能。

实时准确地监控家庭周围环境参数及防盗安全，供PC判断以确保我们的居住环境的健康平衡性可以最大程度的减少人们因为长时间或者不知觉的情况下在受污染的居住环境而生病且防盗人体传感器又可以提高我们的居住安全感。

本次设计采用以TI公司的CC2530微芯片的ZigBee无线传感器网络技术为核心，它可以自行组网，各个节点可以设为协调器、路由器和终端，可以根据各自的需要来设定。

本次设计将节点其终端与传感器节点接温湿度传感器、人体传感器、和烟雾传感器连接采集信号参数，然后通过无线通信传输数据信号，将采集多个（3点）节点信号然后发送到协调器，再通过串口通信法给PC机给上位机出来数据。

由用C#语言在VS2012环境下编写的上位机处理数据并决策该附近环境参数的变化来提示是否符合环境居住和家产是否被盗。

实现对家庭环境的实时监测，实时为用户提供可靠并且全面的环境信息。

关键词：

ZigBee；无线传感器网络技术；环境检测；防盗；实时监测；VS2012

III

InspectandControltheHouseholdEnvironmentBasedonWirelessSensorNetwork

Student:

LUYin-Long Teacher:

DENGYun

Abstract：

Becauseoftherapiddevelopmentofmoderninformationtechnology,progressandimprove,andtheimprovementofpeople'slivingstandardandneed,alsoforourliving

environmentrequiresincreased.Healthy,beautifulandcomfortablelivingenvironment,nopollutionistheideallivingenvironment.Inrecentyears,thehumanhasbeenrapiddevelopmentininformationtechnology,italsomakesiteasiertocableandwirelesscommunicationtechnologyhasanunprecedentedbreakthrough,maturetechnologyisthebasisoflowercosts,becausethewirelesscommunicationtechnologyhassimpleinstallation,nowiring,lowpowerconsumption,economicalandpracticalcharacteristics,therefore,thispaperdesignedforthispurposetodesignabasedonZigBeewirelesscommunicationtechnologyandsensortechnologyofenvironmentaldetectionandanti-theftautomaticcontrolsystem,inordertorealizethehouseholdworklifeofpeoplethemeasurementofenvironmentaltemperatureandhumiditymonitoringandanti-theftfunction.Real-timemonitoringaccuratelyfamilyenvironmentparametersandanti-theftsecurity,forPCjudgmenttoensurethatourlivingenvironmenthealthbalancecanreducepeopletoagreatextentbecauseoflongtimeorwithoutconsciousnessinpollutedresidentialenvironmentandsickandanti-thefthumanbodysensorandcanimproveour livingsecurity.ThisdesignbasedonTIcompany’sCC2530microchipZigBeewirelesssensornetworktechnologyasthecore,itcanonitsownnetwork,eachnodecanbesetasthecoordinator,routersandterminal,canbesetaccordingtotheirownneeds.Thedesignwillleadtoanodeoftheterminalsandsensornodetemperatureandhumiditysensor,thehumanbodysensor,andthesmokesensorconnectionacquisitionsignalparameters,thenthroughwirelessdatatransmissionsignalandwillcollectmultiplesignals（3points）nodeandthensenttothecoordinator,againtoPCtoPCthroughserialcommunicationsactoutdata.Bywritteninc#languageundertheenvironmentofVS2012PCprocessingdata,anddecisionwhetherthechangeofenvironmentalparameterstopromptmeetnearthelivingenvironmentandpropertyisstolen.Torealizereal-timemonitoringofthefamilyenvironmentinrealtimetoprovideusers with reliable and comprehensive environmental information.

Keywords:

ZigBee；Wirelesssensornetworktechnology；Environment；Detection；Real-time monitorin

目 次

II

摘要 I

Abstract II

1绪言 1

1.1本设计研究的背景与意义 1

1.1.1背景 1

1.1.2意义 1

1.2国内外的发展现状及分析 1

1.3几种典型无线网络技术的介绍 2

1.3.1红外线技术数据通信 2

1.3.2wifi技术 3

1.3.3蓝牙技术 4

1.3.4超宽频技术（UWB） 5

1.3.5近距离无线传输（NFC） 5

1.3.6zigbee技术 6

1.4本文的主要研究内容和创新 6

1.4.1主要内容 7

1.4.2主要问题 7

1.4.3技术关键 7

1.4.4本文主要研究创新点 7

2家居环境监测系统设计 8

2.1系统方案论 8

2.2zigbee网络设备组成和网路结构 9

2.3系统结构 9

2.4系统各部分功能定义 10

2.4.1温湿度传感器 10

2.4.2人体红外热释放模块 11

2.4.3MQ2气体烟雾传感器 12

3系统硬件设计 12

桂林理工大学本科毕业设计 ·论文

3.1数据采集模块 14

3.1.1电源电路 14

3.1.2继电器电路 14

3.2协调器 15

3.3本章小结 15

4系统软件设计 15

4.1协调器的程序编程 16

4.2终端监测控制节点 18

4.3上位机程序 20

5 结论 20

致谢 21

参考文献 22

1绪言

1.1本设计研究的背景与意义

1.1.1背景

从远古时代的山顶洞人到至今的现代文明人，人类一直都在关注着自身的生活和居住条件，并想方设法努力改善和提高它。

工业革命和信息技术革命的成功及不断迅

猛发展，至今既21世纪，人类的各种现代化技术包括信息技术的通信技术、控制理论、计算机网络、互联网等都有了很大的发展，另外，随着我国改革开放以后，经济的发

展使得我们想要居住在一个舒适的家居环境中成为了现实，因为这样的生活环境可以更能让我们生活得更好、工作更愉快，身体才更健康。

因此人们有了这种想法也有需求的市场，智能家居（