基于ZigBee的无线温湿度传感器网络设计与实现

在生产和科学研究过程中的很多场合对环境的温湿度有较高的要求。为了更方便快捷的监控环境温湿度,文中针对有线温湿度监测系统布线复杂、成本偏高以及后期维护不便的问题,结合无线传感器网络技术,设计和实现了一种基于ZigBee技术的温湿度监测系统。本方案采用星状网络结构,采用集成了51内核的无线射频芯片CC2430以及高集成度的数字温湿度传感器SHT11构建节点硬件,并实现了节

第2 2卷

第 7期

计算机技术与发展 COMPU TER ECHNO[OGY I AND VELOP DE MEN T

21 0 2年 7月

V 1 2 No 7 o. 2 . J l 2 1 uy 02

基于 Z g e无线温湿度传感器网络设计与实现 iB e的 于童,王文秀,小粘徐 (东北石油大学电气信息工程学院,黑龙江大庆 13 1 ) 63 8 摘要:在生产和科学研究过程中的很多场合对环境的温湿度有较高的要求。为了更方便快捷的监控环境温湿度,中文

针对有线温湿度监测系统布线复杂、本偏高以及后期维护不便的问题,无线传感器网络技术,和实现了一种基成结合设计 于 Zge技术的温湿度监测系统。本方案采用星状网络结构, iBe采用集成了 5 1内核的无线射频芯片 C 23 C40以及高集成度

的数字温湿度传感器 S T 1建节点硬件,现了节点软件。测试结果表明,系统具有低功耗、成本、于维护扩 H 1构并实本低易 展等优点。

关键词:i e;传感器网络;度;度 Z B e无线 g温湿 中图分类号:P 9 T 3文献标识码: A文章编号:6 3 6 9 2 1 )7 0 6 - 4 1 7— 2 X(0 2 0— 17 0

De i n a d I p e n a i n o iee sTe e a u e a d Hu d t sg n m lme t to fW r ls mp r t r n mi iy Se s r Ne wo k s d n Zi Be c n o t r Ba e o g e Te hnoo y lg YU n W ANG e To g, W n-xu, i XU a Xio-z n ha

( co l f l t n n fr t nE gneig N r es P t lu U iesy D qn 63 8 C ia Sh o o e r i adI omao nier。 ot at e oem nvri, aig13 1, hn ) E co c n i n h r t Ab t a t: e e a e s v r l e u r me t o e e v r n n a e e a u e a d h mi i u n r d c o d s in fc r s a c r e— sr c Th r r e e a q ie n sf rt n io me tltmp r t r n u d t d r g p o u t n a c e t e r h p o s r

h y i i n i i e c S S T on e i n l a d q i k ymo i rt e e io me tltmp r t r n mi i a df c so h r wb c so h C . o c v ne t n u c l y n t h nvr n n a e e a u a d hu d t n o e y o u nt e d a a k ft ewi e e r t r r mp au et e n u a d h m d t ee to y tm, u h a o lc t d l y u。 i h c ta d d s o i iy d t c n s se s c sc mp ia e a o t h g os n c mmo i u a e a c i e i n d a d r ai e mp r - i i d o sm i n n e- d sg e nt t n e lz d at e a e

tr ndh mii on tsn s m bs nZg e n i ls:o ew r eh ooy T eatria e r o oo yiao t uea u dt it t gs t yj e i y e a a o iB eadwr es ̄ sr t okt nlg . h s o dl t ktplg s d p- r e sn n c e n wo e a dt e n d a d r sb i y u i g h g l n e r t d S d. n h o e h r wa ei u l tb sn i h yi t g ae HT1 1 a dt ewi l s 1 n h r e sRF h p CC2 0 i tg ae wi e ci 43 n e r t d h t 51 MCU O . C r A1 e

S h o e s fwa e i i l me t d T e e p rme t lr s l mp is t a h y t m a o d a tg s a o e e g o s mp o O t e n d o t r s mp e n e . h x e i n a u ti l h t t e s se h s s me a v a e s l w n r y c n u t n- e e n i l w o ta d c n e i n o i tn c d e t n i n o c s n o v n e tf rma n e a e a x e so . n n

Ke r s: g e; r l s e s r n t r t mp r t r h m d t y wo d Zi Be wiee ss n o e wo k;e e au e; u i i y

O引言 在很多的场合需要对室内工作环境进行温湿度的采集监测甚至控制。比如常见的

各种科技实验室,一 般要求在几百平方米内的室内空间建设多个独立封闭

能耗、传输速率、经济性以及对硬件要求等性能, i Zg -

Be e技术是最适合上述的工作环境的,它具有功耗低、 传输速率适中、成本低、响应速度快、网灵活方便等组特性,使得其极其适用于无线传感器网络技术领域。 Zg e是一种新兴的短距离、速率、 i e B低低功耗的无线网络技术,主要用于近距离的无线通信。Zg e iB e的基础是 IE 8 2 1 . E E 0 . 5 4技术标准,通过这个标准协议,可以在数千个微小的传感器之间进行协调通信,同时这些传感器的功耗很低,以接力的方式将数据在各个传

环境,这种环境对温湿度的范围有较高的要求,要进需 行实时的监控。如果采用传统的监测点有线接入方法,会导致布线繁琐、置成本偏高以及后期的维护不建

方便等缺点,系统的可扩展性和移动性差。因此,以可 引入无线技术进行改进,这其中以集成了传感器技术、

信息处理技术和数据传输技术的无线传感器网络技术 最为适用。对于其使用的短距离无线传输技术而言, 有多种方案可供选择,红外、庭无线射频技术如家 ( o R )蓝牙 ( le o t)超带宽( WB) Zg e、 Hm F、 BuT o、 h U、 iB e

感器间进行传输。Zg e iB e技术的体系结构除了包括 由砸E 82 1 .标准定义的 Zg e无线通信协议的 E 0 .5 4 i e B底部两层:即物理层和媒体访问控制层之外,包括还 Zg e联盟定义的 Zg e iB e iB e协议的上层规范, i e Zg e B联盟所定义的标准包括网络层 ( WK)应用层 N、 ( P )而应用层又由应用支持层 ( P ) Zg e AL, A S、 i e设 B

IE 82 I E E 0 . X和无线射频识别技术等。但是综合考虑 1

收稿日期:0 1 1— 2修回日期:0 2 0 1 2 1—2 1; 21…3 7

基金项目:黑龙江省研究生创新基金资助项目( JC 0 1 16 L ) YS2 1- 1H J 作者简介:于童( 9 9 )男, 18一,研究方向为自动化技术及仪器。

备对象层 ( D、用架构 ( pl a o rm w r, Z O)应 A pi t n Fa e ok ci A ) F以及厂商自定义的应

用对象等构成…。网路层包含的机制有:加入与退出一个网络、将数据包做安全措

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