基于ZIGBEE的仓储环境监测系统设计.doc

摘要：我国作为产粮大国，同时也是粮食消费大国，所有储藏粮食工作意义重大，密切关系到国家的生产和百姓的日常生活。粮食的储存需要考虑的因素非常多，其中粮仓的环境参数对粮食保存的安全性和长久性尤为重要。随着互联网技术的飞速发展，中国目前的粮仓管理已经从以前的以人工定期定时采集粮仓环境数据转变为智能测量监测。真正实现了方便性、随时性和智能化，同时也大大降低了监管人员的工作强度。但是初期仪器监测粮仓，往往粮仓内部线路布局众多，维护困难，维护成本高，具有一定的不变性。近年来传感器技术的长足进步，无线网络技术的飞速发展，医疗、仓储等很多方面得到应用得到提高。本文针对粮仓主要环境参数的特点，提出了基于ZigBee和GPRS无线通信技术的粮仓环境无线监测方案。方案采用ZigBee技术搭建测量网络并实时采集温湿度数据，以及烟雾报警情况，通过GPRS模块将数据传输至远距监测中心，实现数据的短距离传输和远距离传输相结合。

本系统设计中共有三个模块，包括终端节点、网关节点和监测中心。终端节点由ZigBee模块和温湿度传感器DHT11、烟雾传感器MQ-2组成。温湿度传感器和烟雾传感器完成参数测量工作，ZigBee模块完成对数据的采集和发送工作。网关节点包括ZigBee接收模块和GPRS通信模块，其中ZigBee接收模块完成对终端节点数据的接收，并在液晶显示屏显示，如果温湿度和烟雾的数值超过阈值，报警器进行报警。在显示的同时，主控芯片对数据处理之后传输给GPRS通信模块，由通信模块经过网络传送给监测中心。在监测中心，由网络服务器完成对网关节点发送数据的接收和处理工作，并实时显示数据值，从而完成整个系统设计的监测工作。

关键词   ZigBee；GPRS；CC2530；上位机；无线传输

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究背景-1

1.2 课题研究意义-1

2 粮仓环境监测系统总体设计方案-2

2.1 粮仓环境监测系统总体需求分析-2

2.2 粮仓环境监测系统的工作原理-2

2.3 粮仓环境监测系统传输技术分析-3

2.4 ZigBee技术分析-4

2.4.1 ZigBee简介-4

2.4.2 ZigBee物理层-4

2.4.3 ZigBee MAC层-4

2.4.4 ZigBee 网络层-4

3 粮仓环境监测系统的硬件设计-6

3.1 终端节点硬件设计-6

3.1.1 ZigBee射频芯片选择-6

3.1.2 温湿度传感器硬件设计-7

3.1.3 烟雾报警器硬件设计-7

3.2 网关节点硬件设计-8

3.2.1 主控制器-9

3.2.2 显示模块-10

3.2.3 按键模块-10

3.2.4 蜂鸣器模块-11

3.2.5 GPRS通信模块-11

4 粮仓环境监测系统的软件设计-13

4.1 Z-Stack协议栈-13

4.1.1 Z-Stack协议栈移植-13

4.2 终端节点软件设计-14

4.2.1 终端节点主程序设计-14

4.2.2 温湿度传感器模块软件设计-15

4.2.3 烟雾传感器模块软件设计-15

4.3 网关节点软件设计-16

4.4 上位机软件设计-18

5 系统联调-20

5.1硬件调试-20

5.2 调试中出现的问题-22

5.2.1 温度传感器模块运行过程中的问题及解决办法-22

5.2.2 ZigBee模块组网过程中的问题及解决办法-22

5.2.3 ZigBee网关节点和GPRS通信模块连接过程中的问题及解决办法-22

总结与展望-23

致谢-24

参考文献-25