淺談ZigBee技術(shù)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、    淺談zigbee技術(shù)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用    胡丞熙摘要：zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)和各個(gè)傳感器結(jié)合可以作用于各種工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，這是一種傳輸距離短、功耗低、成本低的新型技術(shù)。本文結(jié)合zigbee技術(shù)和android管理系統(tǒng)，將這些技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，來(lái)進(jìn)行工業(yè)環(huán)境各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集終端和各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)接收和傳輸功能。關(guān)鍵詞：zigbee技術(shù) z-stack 數(shù)據(jù)采集 以太網(wǎng)：tn925：a：1009-5349（2017）13-0189-01zigbee是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)新技術(shù)，是基于iee

2、e802.15和zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。將此技術(shù)與傳感器相結(jié)合，便可組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。如今能與物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳輸?shù)某藌igbee還有藍(lán)牙和wifi，這些技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但是考慮到生產(chǎn)控制的便利性、效率、成本等諸多因素，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和控制中，zigbee技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，下面將談?wù)勥@個(gè)技術(shù)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文主要是使用ti公司的z-stack協(xié)議棧進(jìn)行開發(fā)的zigbee模塊，在這個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，通過(guò)zigbee模塊組建小型網(wǎng)絡(luò)，與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，為每一個(gè)終端都配上傳感器，以檢測(cè)溫度、濕度、煙霧濃度等等，并且將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)都發(fā)送到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)

3、器接收到數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再把處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到個(gè)人電腦端或者發(fā)送到手機(jī)端，與此同時(shí)，協(xié)調(diào)器還起到接收個(gè)人電腦端和手機(jī)端的控制命令，并根據(jù)接收到的命令做出相應(yīng)的反應(yīng)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由軟、硬件兩部分來(lái)構(gòu)成。先來(lái)談?wù)動(dòng)布系脑O(shè)計(jì)。硬件上的設(shè)計(jì)包括傳感器部分和組網(wǎng)以及以太網(wǎng)部分的硬件設(shè)計(jì)。首先傳感器部分的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要任務(wù)就是將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)中心，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、煙霧濃度等，需要用到的傳感器有溫濕度檢測(cè)傳感器dht11，煙霧檢測(cè)傳感器mq-2，還有紅外熱釋傳感器，單個(gè)終端將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的各傳感器數(shù)據(jù)都通過(guò)組網(wǎng)發(fā)送給協(xié)調(diào)器。在傳感器部分的硬件設(shè)計(jì)上，讀取現(xiàn)場(chǎng)傳感器的數(shù)據(jù)是最重要的任

4、務(wù)，其次就是將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器，也就是數(shù)據(jù)服務(wù)中心，在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也需保證設(shè)備的穩(wěn)定和安全。組網(wǎng)部分用的是zigbee開發(fā)套件，以太網(wǎng)傳輸部分用的是tpc232-t24，以太網(wǎng)先需要用網(wǎng)線直連的方式進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，用網(wǎng)線對(duì)rj45和pc機(jī)網(wǎng)口采用網(wǎng)線直連的方式進(jìn)行設(shè)置參數(shù)，這里需要注意的是ip必須設(shè)置正確，否則將不能正常通信，參數(shù)設(shè)置正確后可將模塊接口連接到路由器上，電腦只要連接無(wú)線網(wǎng)，設(shè)置好模塊中的ip地址，就可以對(duì)模塊進(jìn)行訪問(wèn)。協(xié)調(diào)器接收到傳感器的數(shù)據(jù)后經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)將這些數(shù)據(jù)傳送給pc端和手機(jī)端，同時(shí)，pc端和手機(jī)端也經(jīng)以太網(wǎng)給協(xié)調(diào)器發(fā)送控制命令，協(xié)調(diào)器接受到命令后會(huì)給每一個(gè)終端發(fā)送命

5、令。當(dāng)終端接收到協(xié)調(diào)器的信息后，待判斷命令正確，便會(huì)根據(jù)命令控制繼電器和led，繼電器在本系統(tǒng)中主要起到了開關(guān)作用，也就是說(shuō)用高低電平來(lái)控制繼電器的打開和關(guān)閉。相反若命令不正確，協(xié)調(diào)器自動(dòng)放棄命令，繼續(xù)工作。軟件的設(shè)計(jì)分為兩部分，分別是pc端的設(shè)計(jì)和手機(jī)端的設(shè)計(jì)。其中pc端相當(dāng)于一個(gè)紐帶，連接著協(xié)調(diào)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和手機(jī)端發(fā)送的控制命令，通過(guò)使用串口通信，對(duì)協(xié)調(diào)器傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析校驗(yàn)，并配有曲線、圖形和文字，可顯示在界面上，也可以放入數(shù)據(jù)庫(kù)中等待查詢。手機(jī)端采用了android管理系統(tǒng)，整個(gè)設(shè)計(jì)分為三個(gè)部分，分別是手機(jī)端界面設(shè)計(jì)部分、與電腦端網(wǎng)絡(luò)連接部分和對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢部分。其中手機(jī)端界

6、面的主要功能就是實(shí)時(shí)顯示采集到的各種數(shù)據(jù)信息，其中包括溫度、濕度、煙霧濃度等，手機(jī)端的界面比較簡(jiǎn)潔，易操作，能夠很直觀地看到各種數(shù)據(jù)顯示，并配有數(shù)據(jù)條和指示燈。除了能夠顯示實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)以外，還開發(fā)了歷史數(shù)據(jù)查詢界面，但是這個(gè)功能需要向pc端發(fā)送命令，pc端接收到了命令會(huì)做出相應(yīng)的操作，這樣便能查看之前某個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)。與pc端網(wǎng)絡(luò)連接部分，主要通過(guò)通信實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)功能：通過(guò)局域網(wǎng)接收電腦端傳輸過(guò)來(lái)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并向電腦端發(fā)送控制命令，待電腦端判斷完這些控制命令后，將控制命令發(fā)送到協(xié)調(diào)器端口，通過(guò)協(xié)調(diào)器來(lái)控制采集終端，最后還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信查詢歷史數(shù)據(jù)。最終結(jié)合之前的硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)行測(cè)試，協(xié)調(diào)器每隔1s就將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)組網(wǎng)串口發(fā)送到pc端，在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，由zigbee組成了一個(gè)小型wsn網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，采集終端周期性的將數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器接收到數(shù)據(jù)之后再通過(guò)串口發(fā)送到pc端，pc端會(huì)根據(jù)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線、文字、圖形等多種形式的顯示，還能將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，方便后續(xù)的查詢。通過(guò)手機(jī)界面可以很清晰地查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并可以通過(guò)不斷刷新來(lái)更新各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而監(jiān)測(cè)每個(gè)采集端口的數(shù)據(jù)情況，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還可通過(guò)對(duì)pc端發(fā)送指令來(lái)查詢之前某個(gè)時(shí)刻的歷史數(shù)據(jù)信息，最后手機(jī)端可以通過(guò)對(duì)采集終端的遠(yuǎn)程控制，來(lái)控制繼電器的開關(guān)和led的亮滅。通過(guò)測(cè)試，本系統(tǒng)確實(shí)能夠