基于zigbee的无线环境监测系统

智能家居环境监测系统设计与实现智能家居是指在智能化、自动化、信息化的基础上利用传感器网络等进行数据传输，实现家居电器的智能控制，随着4G网络的快速发展，智能家居的及时出现为人们享受生活提供了一个更好的选择。

一、智能家居环境监测系统总体设计基于ZigBee无线通信技术构建的室内环境监测系统主要实现室内温度、氧气、一氧化碳、二氧化硫、湿度、甲烷和二氧化碳含量等家居环境的检测，其次是监测生活用水、用电和用气的安全性和用量，三是监测室内各种生活家电的状态等。

系统设计中，基于ZigBee的传感器节点将室内环境信息发送到无线传感器网络的汇聚节点，通过ARM微处理器实现嵌入式编程，然手通过ARM微处理器和ZigBee汇聚节点实现有效的网络串行通信。

通过该系统，采集室内环境信息、输入操作命令、输出操作结果、集中控制室内环境、远程控制家用电器、联动控制室内安防系统等功能。

二、智能家居环境监测系统详细设计2.1室内环境信息采集功能通过部署在室内的传感器节点，实现无线传感器网络的室内环境信息采集，以便能够将室内温度、湿度、氧气、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲烷及生活用水和生活电气等相关信息传递到系统中。

信息采集和感知是室内环境系统最基本的功能，需要将传感器节点进行良好的部署和优化，以便在最小能量耗费下实现节点的全方位覆盖。

2.2 室内环境信息传输功能传感器节点采集相关的网络信息后，通过4G网络传输到ZigBee汇聚节点，汇聚节点将多个传感器节点信息传输到室内监测系统的服务器，以便服务器进行处理。

信息传输过程中，为了实现高效数据传输和分发，需要将数据进行压缩和存储，实现传感器网络的聚簇作用，同时为了降低传感器网络的通信开销、平衡节点间负载，需要对传感器网络节点和传输节点进行设计。

2.3 室内环境信息处理功能数据传输到服务器后，环境监测装置负责处理采集到的数据信息，发现相关的信息超过用户设置的预警值，则传感器检测装置通过4G通信网络以短信或数据通信的方式通知用户，同时将收集的信息存储到服务器数据库中。

基于 ZigBee技术的室内环境监测系统设计摘要：基于ZigBee技术的室内环境监测系统设计。

它有三大部分组成，所有的数据的传输都在ZigBee搭建的无线传感网络工作。

ZigBee模块A用来发送数据，ZigBee模块B用来接受数据，上位机用来显示数据。

温湿度传感器和stm32单片机用来采集数据发送给ZigBee模块A。

同时用IAR软件编写和编译ZigBee的程序，保证数据的传输。

应用于对信息传递的大小的要求很低，对功耗的需求也比较低的场合。

关键词：Zigbee技术；环境监测；无线传感器引言：随着科技的发展、社会的进步，当今对无线技术需求日益增长，从而孕育出了无线传感网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)。

无线通信技术WiFi、蓝牙已经被人们熟知，由于他们的功耗大、组网麻烦等原因，很难应用在工业自动化中。

为了满足市场的需求，ZigBee就这样诞生了。

它有成本低、组网方便、安全性高等优点。

应用ZigBee技术可以制造一种低成本、低功耗的检测仪器。

1主要功能本设计以STM32单片机作为核心控制元件，ZigBee无线模块作为通信模块，以及DHT11温湿度传感器设计的一款无线传输的温湿度检测仪，其中温湿度传感器DHT11和stm32单片机用来采集数据发送给ZigBee模块A，然后在ZigBee组网内，ZigBee模块A用来发送数据，ZigBee模块B用来接收数据，最后上位机用来显示数据。

2工作原理本设计采用STM32单片机作为核心控制元件，使用两块ZigBee无线模块作为通讯模块，首先使接收电路正常供电，进入接收数据状态，等待数据的到来，接着单片机上的程序运行，将单片机上事先存放的数据由ZigBee模块A发射出去，如若发射模块和接收模块在可接受范围内，无线ZigBee B模块接收到信号，在上位机实时显示温湿度数据。

3硬件设计本设计的方案是把温湿度传感器采集的数据通过单片机stm32发送给ZigBee模块A，再运用ZigBee无线通讯协议把数据传输给ZigBee模块B，最后通过串口把数据在上位机上显示出来。

基于Zigbee技术的室内环境监测系统设计ZigBee（即低速率、低功耗无线网络协议）是一种用于短距离的无线通信技术，通常用于物联网设备之间的互联。

它是基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，能够实现低功耗、低成本和可靠的数据传输。

基于ZigBee技术的室内环境监测系统能够实时监测室内的温度、湿度、光照强度等参数，并将数据传输到中央控制器或者手机等设备上，以便用户实时了解室内环境的状态并做出相应的调整。

室内环境监测系统由多个传感器节点、一个协调器（也称为网络协调器）和一个可视化监测界面组成。

传感器节点是监测环境参数的设备，包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。

这些传感器节点通过ZigBee无线通信与网络协调器进行数据传输。

传感器节点通常由一个微控制器、一个或多个传感器和ZigBee无线芯片组成。

微控制器负责采集传感器数据，并通过无线芯片将数据发送给网络协调器。

传感器节点通常使用电池供电，通过低功耗设计能够延长电池使用寿命。

网络协调器是整个系统的核心设备，负责接收传感器节点发送的数据，并将数据传输给中央控制器或手机等设备。

网络协调器通常具有更高的计算和存储能力，可以处理更多的数据、实现更复杂的功能。

网络协调器和传感器节点之间使用ZigBee无线通信进行数据传输，其通信距离一般在几十米到几百米之间，具体距离取决于具体的环境。

可视化监测界面是用户用于实时了解室内环境状态的界面。

通过可视化监测界面，用户可以查看当前的温度、湿度、光照强度等参数，并设置相应的报警阈值。

当环境参数超过设定的阈值时，系统会发送报警信息给用户。

可视化监测界面可以在中央控制器上显示，也可以通过手机等设备进行远程监控。

基于ZigBee技术的室内环境监测系统具有以下优点：1. 低功耗：ZigBee技术采用了低功耗设计，使得传感器节点可以长时间使用电池供电，减少更换电池的频率。

2. 可靠性高：ZigBee技术具有自组网和路由功能，能够自动建立和维护节点之间的通信连接，具备较强的抗干扰能力和数据可靠性。

无线互联科技Wireless Internet Technology 第13期2019年7月No. 13July, 2019基TZigBee 无线传感器网络的环境质量监测系统设计马爱霞，徐音（郑州工商学院工学院，河南郑州 450014）摘 要：以CC2530模块为核心构建无线传感网络，将采集的粉尘、温湿度、光照等环境数据传输至远程监测中心，通过上位 机软件读取与储存环境数据，实现环境参数远程监测。

文章根据系统的方案，设计其硬件电路功能，并设计了终端传感器节 点、中间协调器节点以及监控中心的软件流程。

关键词：温湿度；光照；ZigBee ；无线传感网络随着人们生活水平的日益提高及科技技术的进步，环境 问题越来越受到重视，人们日常关注空气质量如同每天关注 天气预报一样频繁。

传统的环境监测技术主要是通采用人 工的方式，使用测量温湿度等指数的仪器检测环境质量参 数，人力、财力得到大量的消耗，并且在一些环境比较恶劣 的区域，使用人工方式很难实时监测，以上弊端都是传统监 测方法存在的。

随着互联网技术和无线传输技术的发展，这 些技术慢慢被投入到环境监测系统中来。

环境检测技术主 要运用的3种技术：传感器技术、通信技术、计算机技术。

传 感器完成检测信息的采集，通信技术完成信息传输,计算机 技术实现数据的处理。

无线传感器网络是由许多微小传感器节点构成的，微小 传感器负责系统数据的采集，各节点之间进行通信。

微小传 感器以多跳无线通信方式构成自组织的网络系统。

因其具有 可靠、灵活、准确等优点，同时，部件造价低廉、部署和维护 简单，近年来普及应用得非常快。

现在在智能家居、环境监 测、智能交通等领域得到了广泛应用。

1系统总体方案的设计本文是基于ZigBee 无线传感器技术的环境数据釆集和 控制系统"。

该系统由监测点、中心控制节点、通用分组无线 服务（General Packet Radio Service, GPRS ）网络和上位机 监控中心组成。

基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计共3篇基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计1一、系统概述随着仓库技术的不断发展，现代仓库已经不再是简单的存储场所，而是一个充满了各种设备、智能系统和软件的物流中心，仓库储存的货物多种多样，需要保证货物在合适的温湿度环境下存储，以确保货物的安全保存。

本文将基于 ZigBee 技术，设计一个远程无线仓库温湿度环境智能监测系统。

二、系统组成1.传感器模块由于仓库储存的货物种类多种多样，对环境条件的要求也不尽相同，比如药品需要相对恒定的温度和湿度，而食品则需要严格控制温度和湿度，因此需要选用不同的传感器来监测不同的环境参数。

本系统主要包括温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等多个传感器，通过ZigBee 无线传输技术将检测到的环境数据传输至下位机。

传感器模块同时还负责环境数据的采集和处理，确保数据的可靠性和准确性。

2.ZigBee模块ZigBee 是一种短距离、低功率消耗、低速、低成本的无线通信技术，是一种面向控制和监测应用的无线通信技术。

ZigBee 模块主要负责实现无线传输和数据通信的功能，将传感器采集到的数据通过无线信号传输到上位机，具有可靠性高、适用范围广、安全性强等优点。

3.上位机上位机主要负责数据的接收、处理和存储，通过图表和曲线的形式展示当前环境参数的变化情况。

上位机可以远程实现对仓库环境的监测和控制，提高了仓库环境的智能化水平。

上位机同时还负责对环境参数设定阈值，并在达到阈值时触发报警。

三、系统原理本系统通过 ZigBee 传感器网络，实现对远程仓库的环境参数进行智能监测。

各个传感器将检测到的数据采集并处理后，通过 ZigBee 通信模块传输到上位机。

上位机接收到数据后，进行分析、处理然后通过图表和曲线的方式展示出来。

用户可以在上位机界面通过设定阈值来实现对环境的远程控制，当环境参数达到预设的阈值时，系统会自动触发报警，用户可第一时间得知环境的变化。

基于ZigBee技术的家居环境监测系统的设计与实现摘要：环境是人们赖以生存的必要条件，随着现代化信息技术的迅猛发展和提高，人们对自己的生活环境有了更高的要求，希望自己的生活环境健康、舒适。

近些年，特别是人类在信息技术上的快速发展，使得各种无线通信技术有了前所未有的突破，无线技术在智能家居上的应用将越来越广泛。

因此，本文利用ZigBee技术设计出了这种无线家居环境监测系统。

该系统中，传感器节点（即终端节点）可以选择温度、湿度、亮度等传感器，并且可以根据需求添加或减少传感器节点。

所以本文无线网络终端模块选用的CC2530芯片为平台，以实现信息数据的接收与发送。

此芯片内置8051内核的单片机内核，并有一定的内存空间，故只要加上些少许外围电路就可以实现功能，无需再加单片机。

在数据接收端（即协调器节点）收到的数据处理传送到PC机上显示。

为了让用户方便监测数据，本文在PC机上设计了显示界面，让人们更加方便操作及监测数据。

本系统运行可靠，能正确获取环境数据，实现实时监测。

关键词：ZigBee;无线传感器网络;环境监测;智能家居Design and Realization of Household EnvironmentMonitoring System Based on ZigBee TechnologyAbstract：Environment is a necessary condition for survival. With the rapid development and improvement of modern information technology, people have higher requirements for their living environment. They hope they live healthily and comfortably. During recent years, especially the quick development of information technology which enables all kinds of wireless communication technology to improve unprecedentedly. So,the thesis utilizes ZigBee technology to exploit and design the wireless home environmental monitoring system. In the system, the sensor node(as well as terminal node) can choose temperature, humidity, brightness etc. Therefore, the wireless network terminal module of the thesis choose the CC2530 chip as the platform for realizing receiving and sending of the information data. The chip has a single chip with 8051 core and has certain memory space. Thus, it can realize its function by adding a little peripheral circuit without extra single chip. The received data processing in the data receiving terminal(that is coordinator node) send to PC for people’s real-time monitoring. The thesis designed the display interface in PC for people’s operation and data monitoring conveniently. The system works reliably which can obtain correct environmental data and realize real time monitoring.Keywords：ZigBee;Wireless sensor networks; environmental monitoring; smart home目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 本文的研究背景 (2)1.2 智能家居环境监测系统的特点 (2)1.3 本文主要研究内容 (3)1.4 开发工具及开发环境的介绍 (3)1.4.1 系统软件开发环境介绍 (4)1.4.2 上位机软件开发环境介绍 (5)第2章 ZigBee技术的概述 (7)2.1 ZigBee技术的概念 (7)2.2 ZigBee技术的特点 (8)2.3 ZigBee网络设备组成和网络结构 (8)2.4 ZigBee的协议分析 (9)2.4.1 网络层（NWK） (10)2.4.2 应用层（APP） (11)2.5 本章小结 (12)第3章系统的总体设计 (13)3.1 系统结构 (13)3.2 系统功能定义 (13)3.3 系统设计要求 (15)3.4 本章小结 (15)第4章系统的硬件设计 (16)4.1 ZigBee硬件选型 (16)4.2 节点硬件设计 (18)4.3 本章小结 (21)第5章系统的软件设计及实现 (22)5.1 软件部分总体介绍 (22)5.1.1 软件设计整体流程 (22)5.1.2 协调器的自动组网流程 (22)5.2 协调器节点软件实现 (25)5.3 传感器节点软件设计 (27)5.4 本章小结 (28)第6章上位机软件实现及测试 (29)6.1 上位机软件实现 (29)6.2 软件测试 (30)6.3 本章小结 (32)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)前言自人类诞生以来，人们一直都在努力改善和提高着自己的生活和居住条件。

基于ZigBee技术的无线温、湿度监测系统的设计与实现摘要：本文基于ZigBee技术，设计并实现了一种无线温、湿度监测系统。

该系统利用ZigBee无线通信技术，实现了温、湿度采集节点与上位机之间的数据传输。

通过对系统的设计与实现，验证了该系统在温、湿度监测方面的可行性和实用性。

1. 引言温度和湿度是影响人们生活和工作环境的重要参数。

传统的温、湿度监测系统通常需要使用大量的有线传感器，并且数据传输受到限制。

为了解决这些问题，本文基于ZigBee无线通信技术，设计了一种无线温、湿度监测系统。

2. 系统设计本系统由温、湿度采集节点和上位机组成。

温、湿度采集节点使用ZigBee无线传感器节点，通过温度和湿度传感器采集环境数据，并将数据通过ZigBee无线通信模块发送给上位机。

上位机通过ZigBee无线通信模块接收数据，并将数据显示在界面上。

3. 系统实现温、湿度采集节点采用ATmega128单片机作为主控制器，通过I2C总线连接温度和湿度传感器，实现对环境数据的采集。

同时，采集节点还集成了ZigBee无线通信模块，通过UART接口与主控制器进行通信。

上位机使用PC机作为主控制器，通过ZigBee无线通信模块接收温、湿度采集节点发送的数据。

上位机通过串口与ZigBee模块进行通信，并将接收到的数据显示在界面上。

用户可以实时监测温度和湿度的变化，并进行相应的调整。

4. 系统测试通过对系统的测试，验证了该系统的可行性和实用性。

实验结果表明，该系统能够准确地采集温、湿度数据，并且稳定性良好。

同时，系统的响应速度也较快，能够满足实时监测的需求。

5. 结论本文基于ZigBee技术，设计并实现了一种无线温、湿度监测系统。

该系统具有无线传输、实时监测和稳定性良好等特点，能够满足温、湿度监测的需求。

未来可以进一步优化该系统，提高传输速率和扩展监测范围，以满足更多应用场景的需求。

基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统引言随着科技的不断发展，智能家居已经成为人们生活中的一部分。

智能家居系统通过使用无线传感器网络和网络通信技术，将家居设备连接起来，实现对家庭环境的自动化控制和远程监控。

其中，受到了广泛的关注和研究。

本文将详细介绍这一系统的基本原理、主要功能以及应用前景。

一、ZigBee技术的基本原理ZigBee技术是一种低功耗、低数据速率和短距离的无线通信技术，特别适用于智能家居环境监测系统。

它采用了IEEE 802.15.4标准的MAC和PHY层，支持多节点的网络拓扑结构，并且具有自组织和自动配置的特性。

ZigBee技术的特点之一是低功耗，在低频段下工作，能够延长传感器节点的电池寿命。

同时，它还能通过网络传输数据，使得智能家居环境监测系统能够实现远程控制和监测。

二、智能家居环境监测系统的主要功能1. 温湿度监测：智能家居环境监测系统通过安装温湿度传感器，实时监测室内的温度和湿度水平。

用户可以通过手机或其他设备随时了解家中的温湿度情况，根据实际需求调节室内的温度和湿度。

2. 空气质量监测：通过安装空气质量传感器，智能家居环境监测系统可以实时监测室内的空气质量状况，包括PM2.5浓度、有害气体含量等。

当空气质量低于安全标准时，系统会自动报警，提醒用户采取相应的措施。

3. 照明和窗帘控制：智能家居环境监测系统可以根据室内光线水平自动控制照明设备和窗帘。

当光线不足时，系统会自动打开照明设备和窗帘，提供舒适的光线环境。

4. 安全监控：智能家居环境监测系统还可以集成安全监控功能，通过安装摄像头和门窗传感器，实时监测家中的安全状况。

当有可疑人员或异常情况出现时，系统会立即向用户发送警报信息。

三、的应用前景具有广阔的应用前景。

首先，它可以提高家庭的舒适度和生活质量，实现自动化的环境控制。

用户可以通过手机等设备随时随地监测和控制家中的环境，使得居家生活更加便捷、舒适。

其次，它可以提高家庭的安全性。

基于无线传感网络的环境监测系统摘要：当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。

加强环境监测，建立环保系统意义重大。

基于 ZigBee 双向无线通讯技术的环境在线监测系统，系统 ZigBee 的通信模块选用的芯片型号为 CC2530，系统网关的通信模式选用 GPRS模式，并利用数据分析模型对采集的数据进行了在线实时处理．经测试，设计环境实时采集监测系统能够稳定运行，能够实时获取数据并通过系统的网管在系统的服务器端实时更新，实现环境参数的实时监视。

关键词：ZigBee；无线传感网络；传感器随着经济和科技的发展，农业种植也有了长足的发展，从之前的小面积种植演变为了如今的大规模，为了提高生产效率，减少劳动力，必须引进先进的技术配合人工劳作进行种植。

传统的环境监测系统布线成本高，抗干扰性差，增加新监测点时必须改变物理线路，工序复杂，维护难度大。

当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。

每年因环境问题造成全球的经济损失达数千亿美元，酸雨造成了大量植物的坏死、污水的排放造成了人员伤亡及海水负营养化、许多岛国因温室效应造成的海平面上涨而面临着消失的危险。

增强环保意识，保护环境势在必行。

一、无线传感网络的环境监测系统技术特点1、多传感器数据融合技术。

每个节点采集到两种数据，是某一段区域的数据。

因为传感器采集到的数据大部分是静态数据，对于环境感知而言，动态数据才是最重要的。

这就要求节点自身能对先前采集到的数据进行过滤筛选，分离出有用的数据再传输给相邻的网关节点。

主机进行决策需要融合传感器节点的数据。

2、数据发送模式。

每个节点都有要具备接收和发射功能，实现数据的传输通信。

因为实际环境复杂，多数情况时比较恶劣的，要保证稳定可靠地无线收发数据，需要对天线、发射功率、灵敏度、收发距离设计。

多种数据发送模式的配合使用。

数据异常时的实时跟踪发送、数据稳定时的定时发送、工作人员发指令进行查询时的数据及时发送，不仅能使处理器得到休眠，降低了功耗，提高了使用寿命，还有效避免了大量无用数据的产生，有效提高了处理器的运行速度。