【無線傳感網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用（實踐）課程報告2100字】

《無線傳感網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》（實踐）課程考核報告：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u21177一、課題目的（解決什么問題） 132357二、課題背景（對存在問題進行描述) 17305三、系統(tǒng)設(shè)計方案（要求：給出系統(tǒng)設(shè)計的原理框圖和方案說明） 122361四、關(guān)鍵技術(shù)分析（要求：傳感器模塊、通信架構(gòu)進行說明） 215651五、問題、體會與收獲 4課題目的（解決什么問題）本文總體目標是介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在濕度方面的應(yīng)用。介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心ZigBee技術(shù),包括其技術(shù)特點，ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)和它的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖。ZigBee網(wǎng)絡(luò)圖譜結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)的搭建核心，這塊是非常重要的。課題背景（對存在問題進行描述)物聯(lián)網(wǎng)是對象與對象之間的網(wǎng)絡(luò),對象之間的連接是智能的，便捷化，讓本身不可能連接到一起的兩個事物，成為可以交互的整體，未來，物聯(lián)網(wǎng)也會慢慢將世界智能化，讓人們生活在一個全智能時代。物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心，無線傳感網(wǎng)在我們的日常生活中所見到的還是比較多的，比如醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測等等。本文主要討論的是無線傳感網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境中濕度的檢測。濕度影響著人們的生活，濕度高與低對人們的出行影響還是非常大的，它會使你皮膚難受，導(dǎo)致整天的心情壓抑。也會對一些物品的儲藏造成影響，如鐵的生銹、蔬菜的腐爛等等。人們也在使用各種方法來檢測調(diào)節(jié)濕度，以此使損失減都最少。我國北方的天氣比較干燥，而南方的天氣是比較濕潤的，所以在南方一些貨物的存儲就會用到濕度檢測與調(diào)節(jié)，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的濕度檢測技術(shù)就應(yīng)運而生了，無線傳感網(wǎng)技術(shù)可以通過無線操控并查看濕度情況，然后實施調(diào)節(jié)，這樣不僅省去了勞力，也為人們帶了方便。所以在未來將是以物聯(lián)網(wǎng)為主導(dǎo)的智能世界。系統(tǒng)設(shè)計方案（要求：給出系統(tǒng)設(shè)計的原理框圖和方案說明）本系統(tǒng)使用的開發(fā)環(huán)境是IAR7.51,所使用的協(xié)議棧是Z-Stack-2.3.0-1.4.0Ti。該系統(tǒng)通過串口RS232將協(xié)調(diào)器連接到主機(PC)上。將濕度傳感器添加到由數(shù)據(jù)采集模塊組成的網(wǎng)絡(luò)中,工作模式可配置為靜態(tài)模式(設(shè)置濕度傳感器采集速率,傳感器采集濕度數(shù)據(jù))，直接發(fā)送后到上位機顯示，無需存儲），監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的濕度傳感器可通過人機交互實時采集和監(jiān)控。要溫濕度傳感器要進行動態(tài)濕度采集，在一個簡單的配置(濕度傳感器的獲取率,濕度采集的開始時間)之后,傳感器模塊進入動態(tài)模式。傳感器模塊處于動態(tài)工作模式?？梢詴簳r離開網(wǎng)絡(luò)覆蓋的數(shù)據(jù)聚合模塊進行移動數(shù)據(jù)采集。當采集過程結(jié)束后,濕度傳感器數(shù)據(jù)匯聚模塊返回到網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域,并通過主機監(jiān)控接口發(fā)送數(shù)據(jù)上傳指令,以保存存儲在flash中的時間信息(開始時間、每次濕度和濕度濕度),根據(jù)時間順序?qū)?shù)據(jù)上傳到主機。通過這些數(shù)據(jù),主機監(jiān)控界面可以繪制歷史圖。關(guān)鍵技術(shù)分析（要求：傳感器模塊、通信架構(gòu)進行說明）ZigBee濕度檢測技術(shù)在硬件方面用的是CC2530芯片和SHT11溫濕度傳感器，CC2530芯片尺寸小、容量高、距離長，有利于構(gòu)建ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)。SHT11溫濕度傳感器（1）集成溫濕度傳感器、信號放大與調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換和I2C總線接口到芯片上；（2）給出全校準相對濕度和溫度值的輸出；（3）帶有工業(yè)標準的I2C總線數(shù)字輸出接口；（4）計算露點值的輸出函數(shù)；（5）濕度值輸出分辨率為14位,溫度輸出分辨率為12位,可編程為12位和8位；（6）小體積7.65×5.08×23.5mm可以安裝在表面；（7）具有可靠的CRC數(shù)據(jù)傳輸校驗功能；（8）內(nèi)部加載的校準系數(shù)可以保證100%的互換性；（9）電源電壓范圍為2.4~5.5V;4.1.1SHT11引腳和功能SHT11采用表面貼片封裝,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖所示。GNDDATASCK溫度傳感器GNDDATASCK溫度傳感器濕度傳感器放大器標定存儲A/D轉(zhuǎn)換I2C總線接口VCC圖1SHT11內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖由圖可知，溫濕度傳感器所采集到的信息通過內(nèi)部放大器放大，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和I2C總線接口處理，輸出I2C總線串行數(shù)字信號。標定存儲為標準數(shù)據(jù)存儲器。監(jiān)控界面如圖2所示,它是由VS2005軟件。它從串口接收數(shù)據(jù),并設(shè)置串口號和波特率,顯示歷史濕度曲線。串口配置:波特率38400,數(shù)據(jù)位8位,無奇偶校驗,1位停止位。波特率設(shè)定后,可接收網(wǎng)絡(luò)中濕度傳感器模塊的網(wǎng)絡(luò)地址、濕度信息和上傳時間。主機接收到的信息將被處理成數(shù)據(jù)庫。然后從數(shù)據(jù)庫中讀出，根據(jù)時間信息，繪制一條歷史曲線。圖2上位機（PC機）監(jiān)控界面在操作系統(tǒng)時，系統(tǒng)協(xié)調(diào)器節(jié)點上電初始化，并且自動組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，等待終端節(jié)點的加入；任意一個終端節(jié)點上初始化之后，會自動查找并加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并且將自己的物理地址傳送給協(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器節(jié)點從串口接收到終端節(jié)點地址并且發(fā)送給PC機保存，PC機可以隨時獲取任意終端節(jié)點的數(shù)據(jù)。上位機只需要結(jié)束相應(yīng)的物理地址和終端節(jié)點發(fā)送測試指令,協(xié)調(diào)器通過串口接收目標節(jié)點的物理地址,并發(fā)送數(shù)據(jù),將測量指令,終端節(jié)點接收到的無線網(wǎng)絡(luò)測量指令,由傳感器與測得的數(shù)據(jù),然后將測量結(jié)果發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點,最后顯示在PC端的測量結(jié)果。圖3五、問題、體會與收獲完成了基于Zigbee技術(shù)的多點溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，但仍存在不完善的地方。需要改進的領(lǐng)域主要包括以下幾個方面：1.當濕度傳感器模塊工作時，實現(xiàn)無線adhoc網(wǎng)絡(luò)，但不能控制其具有脫機模式和聯(lián)機模式。如果增加各種模式，則用于干預(yù)濕度傳感器模塊的網(wǎng)絡(luò)訪問過程?？梢蕴岣哒麄€系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控性。因此，需要改進濕度傳感器模塊進入網(wǎng)