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无线通信方向的室内环境检测系统设计样本.doc
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2022-12-06
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无线通信方向的室内环境检测系统设计样本.doc
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基于 ZigBee 技术室内环境检测系统设计
摘 要
随着嵌入式计算、传感器、无线通信等技术飞速发展,无线传感网被广泛应用于
环境监测、军事国防和工农业控制等诸多领域,已成为电子信息技术发展一种热点。
CC2530 是 TI 公司针对 ZigBee 无线传感网芯片解决方案,具备功耗低,可靠性高,
组网简朴等优势。基于 CC2530 和 ZigBee 合同,设计了温湿度数据采集系统,分别
给出了协调器和普通节点软件算法,在干扰环境下测试表白,网络具备较强鲁棒性和
自组能力。
本文重要简介基于 STC12C5608AD 单片机为核心家庭环境监测系统硬件电路设
计和软件流程设计,实现了在家庭环境中对温度、湿度、灯光及家用电能质量检测,
其中分别用相应传感器、电流互感器、电压互感器。其中,将温度、湿度、灯光传感
器模仿量通过单片机 AD 转换解决后输出相应控制动作调节相应参数;电能质量检测,
将互感器与电能质量及单相双向功率集成电路芯片 CS5460A 结合检测电压、电流、
功率等检测,经单片机输出相应保护控制:瞬时过电流保护,过载保护、过电压保护、
失压保护等。本设计使用 ZigBee 无线网络合同,将系统参数传播及控制,也可与上
位机实时通讯和监控。
核心词:单片机,传感器,ZigBee,环境监测,继电保护
Design of Indoor Environment Monitoring
System Based on ZigBee Technology
ABSTRACT
With the rapid development of embedded computing,sensor,wireless communication
technology,wireless sensor network is widely used in environmental monitoring,military
defense,industrial and agricultural control fields,has become a hotspot in the development
of electronic information technology. CC2530 is a wireless sensor network chip for ZigBee
TI solution , with low power consumption , high reliability , simple networking
advantages. CC2530 and based on ZigBee protocol,design the temperature and humidity
data acquisition system,the software algorithm coordinator and ordinary nodes are given
respectively,tested in interference environment,the network has strong robustness and
self-organizing ability.
This paper mainly introduces the design of hardware circuit and software flow design
of family environment monitoring system based on STC12C5608AD SCM as the core,
realizes in the home environment of temperature , humidity , lighting and household
electrical energy quality detection,which were treated with corresponding sensors,current
transformer,voltage transformer. Among them,the analog temperature,humidity,light
sensor through the SCM AD conversion processing output control action corresponding
adjusting the corresponding parameters;detection of power quality,the transformer and
power quality and single phase bidirectional power integrated circuit chip CS5460A
combined detection of voltage,current,power detection,SCM outputs corresponding
protection control:instantaneous over current protection,overload protection,over-voltage
protection , under-voltage protection etc.. This design uses ZigBee wireless network
protocol,the system parameters of transmission and control,is also available with a PC
real-time communication and monitoring.
Keywords: Microcontroller,Sensor,ZigBee,Environmental Monitoring,
目 录
第 1 章 绪 论............................................................1
1.1 本文研究背景与意义.............................................................................................1
1.2 智能家居环境监测系统特点.................................................................................1
1.3 国内外发呈现状及分析.........................................................................................2
1.4 典型无线网络技术简介.........................................................................................3
1.4.1 ZigBee 技术 ..................................................................................................3
1.4.2 Wi-Fi 技术 ....................................................................................................3
1.4.3 蓝牙技术.......................................................................................................3
1.5 本文重要研究内容及创新.....................................................................................4
1.5.1 本文重要研究内容.......................................................................................4
1.5.2 本文重要研究创新点...................................................................................4
第 2 章 ZigBee 技术综述 ..................................................5
2.1 ZigBee 技术简介 .....................................................................................................5
2.2 ZigBee 合同分析 .....................................................................................................7
第 3 章 家居环境监测系统方案.............................................8
3.1 系统构造.................................................................................................................8
3.2 系统功能定义.........................................................................................................8
3.3 系统设计规定.......................................................................................................10
第 4 章 家居环境监测系统硬件设计........................................11
4.1 系统电源电路.......................................................................................................11
4.2 STC12C5608AD 单片机 .......................................................................................12
4.3 家居环境参数采集模块.......................................................................................13
4.3.1 数字温湿度传感器 DHT11.......................................................................13
4.3.2 烟雾传感器 MQ-2 .....................................................................................14
4.3.3 光照强度传感器........................................................................................14
4.3.4 电压电流检测及保护................................................................................15
4.4 RS485 通讯模块....................................................................................................16
4.5 LCD 液晶显示模块...............................................................................................17
第 5 章 系统软件设计....................................................18
5.1 ZigBee 无线通讯合同 ...........................................................................................18
5.2 温湿度传感器程序...............................................................................................18
5.3 烟雾传感器程序...................................................................................................19
5.4 电压电流检测及程序...........................................................................................20
第 6 章 系统性能测试与评述..............................................21
6.1 硬件测试...............................................................................................................21
6.2 软件测试...............................................................................................................21
总 结..................................................................22
致 谢..................................................................23
参照文献...............................................................24
附 录..................................................................25
附件 A 系统原理图....................................................................................................25
附件 B 系统程序 ........................................................................................................26
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