基于物聯(lián)網(wǎng)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

1、 基于WSN的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)目錄 市場(chǎng)調(diào)研市場(chǎng)調(diào)研 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案可行性分析可行性分析系統(tǒng)整體概述系統(tǒng)整體概述 經(jīng)費(fèi)預(yù)算經(jīng)費(fèi)預(yù)算項(xiàng)目任務(wù)分工項(xiàng)目任務(wù)分工市場(chǎng)調(diào)研 由于社會(huì)的發(fā)展和需求，人們的生活方式和工作習(xí)慣的改變，由于社會(huì)的發(fā)展和需求，人們的生活方式和工作習(xí)慣的改變，對(duì)家庭任務(wù)的工作日求簡(jiǎn)化，人們對(duì)現(xiàn)代居家方式的理念產(chǎn)生對(duì)家庭任務(wù)的工作日求簡(jiǎn)化，人們對(duì)現(xiàn)代居家方式的理念產(chǎn)生了重大的變化，人們想要一種安全、方便、舒適、高效和快捷了重大的變化，人們想要一種安全、方便、舒適、高效和快捷的生活環(huán)境，由此生產(chǎn)一套室內(nèi)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)對(duì)于人們的日的生活環(huán)境，由此生產(chǎn)一套室內(nèi)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)對(duì)于人

2、們的日常生活來(lái)說(shuō)顯得及其重要，自然有著廣闊的發(fā)展前景。常生活來(lái)說(shuō)顯得及其重要，自然有著廣闊的發(fā)展前景。市場(chǎng)調(diào)研 雖然目前我國(guó)在智能家居系統(tǒng)得到了一定程度的發(fā)展，但總體上還是沒(méi)有完全成熟，在這片領(lǐng)域還有著很大的空白?，F(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)能夠完全滿足人們的要求，這與人們對(duì)該服務(wù)日益提升的需求存在著明顯的矛盾。是故研究一套安全、文定、便宜的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)有著極大的意義和市場(chǎng)需求。產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案 本監(jiān)控系統(tǒng)將設(shè)計(jì)出一套基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，主要由三部分對(duì)家庭室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)及控制室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)底層Zigbee中間層網(wǎng)關(guān)上位機(jī)界面上位機(jī)主要是接收上傳的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，處理然后數(shù)據(jù)分

3、析處理，方便人們實(shí)時(shí)查詢，同時(shí)可下發(fā)指令進(jìn)行相應(yīng)控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案方案網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將底層采集到的數(shù)據(jù)打包，通過(guò)sim900模塊與Internet網(wǎng)連接，將數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)底層是對(duì)家庭室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利底層是對(duì)家庭室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利用基于用基于ZigBeeZigBee通信協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品可行性分析底層：本系統(tǒng)的傳感器節(jié)點(diǎn)模塊采用ZigBee技術(shù)，其憑借低成本、低功耗、組網(wǎng)方便等諸多優(yōu)勢(shì)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中逐漸脫穎而出。ZigBee技術(shù)具備的強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,它支持目前三種主要的自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型,且具有很強(qiáng)的魯棒性和系統(tǒng)可靠性,加

4、上其丟包率小于0.1%，大大保證了信息傳輸?shù)木珳?zhǔn)可靠性。使得ZigBee網(wǎng)絡(luò)更加高效、靈活地被應(yīng)用。8網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)摒棄了傳統(tǒng)連線以太網(wǎng)的構(gòu)造，各網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成了中層GPRS網(wǎng)絡(luò)。采用了Sim900和GPRS技術(shù)，提高了資源利用率和傳輸效率，大大降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了快捷方便網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的隨時(shí)隨地的效果。有效地解決了底層無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與中層GPRS網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)、通信問(wèn)題。上位機(jī)： 遠(yuǎn)程服務(wù)器從各網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收信息，完成數(shù)據(jù)解析、處理、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)、圖表繪制等其他信息系統(tǒng)集成整合的功能。 一方面使用QTcreator設(shè)計(jì)圖形界面，可在電腦上方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示； 同時(shí)可使用android編寫(xiě)手機(jī)APP，用

5、戶也可通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)查詢數(shù)據(jù)觀察室內(nèi)變化情況，及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)控制。本室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)主要從以下幾個(gè)方面開(kāi)展研究工作： （1）無(wú)線傳感器體系； （2）數(shù)據(jù)采集，處理模塊； （3）無(wú)線傳輸模塊； （4）串口通信技術(shù)； （5）顯示模塊； （6）下行控制模塊。系統(tǒng)整體概述系統(tǒng)整體概述系統(tǒng)主要框架如下圖所示系統(tǒng)主要框架如下圖所示圖圖1 1 室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)整體框圖室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)整體框圖室內(nèi)溫度監(jiān)控部分室內(nèi)溫度監(jiān)控部分 采用采用ZigBeeZigBee技術(shù)對(duì)家庭室內(nèi)空調(diào)進(jìn)行智能化控制，通技術(shù)對(duì)家庭室內(nèi)空調(diào)進(jìn)行智能化控制，通過(guò)過(guò)SHT10SHT10或或DHT11DHT11溫濕度傳感器采集監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度情況，當(dāng)溫濕度傳感器采

6、集監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)到溫度過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制打開(kāi)空調(diào)調(diào)監(jiān)測(cè)到溫度過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制打開(kāi)空調(diào)調(diào)節(jié)溫度，也可選擇通過(guò)上位機(jī)手動(dòng)控制。當(dāng)我們下班回家節(jié)溫度，也可選擇通過(guò)上位機(jī)手動(dòng)控制。當(dāng)我們下班回家時(shí)我們可以手機(jī)發(fā)送指令代碼傳到次監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)空調(diào)控時(shí)我們可以手機(jī)發(fā)送指令代碼傳到次監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)空調(diào)控制器讓空調(diào)自行啟動(dòng)，當(dāng)回到家時(shí)家里就已達(dá)到自己需要制器讓空調(diào)自行啟動(dòng)，當(dāng)回到家時(shí)家里就已達(dá)到自己需要的溫度等要求的溫度等要求日光燈監(jiān)控部分日光燈監(jiān)控部分 光照傳感器采集光強(qiáng)信息，當(dāng)天黑時(shí)自動(dòng)打開(kāi)日光燈，光照傳感器采集光強(qiáng)信息，當(dāng)天黑時(shí)自動(dòng)打開(kāi)日光燈，睡覺(jué)時(shí)可通過(guò)上位機(jī)關(guān)閉日光燈

7、睡覺(jué)時(shí)可通過(guò)上位機(jī)關(guān)閉日光燈圖圖1 1 空調(diào)和日光燈的監(jiān)制空調(diào)和日光燈的監(jiān)制室內(nèi)氣體監(jiān)控部分室內(nèi)氣體監(jiān)控部分 此模塊對(duì)家庭進(jìn)行此模塊對(duì)家庭進(jìn)行CO2CO2、和、和PM2.5PM2.5煤氣等常見(jiàn)有害氣體煤氣等常見(jiàn)有害氣體的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)生異常時(shí)，進(jìn)行警報(bào)響應(yīng)，首先的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)生異常時(shí)，進(jìn)行警報(bào)響應(yīng)，首先將煤氣源、電源關(guān)閉，并通過(guò)其中的報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)將煤氣源、電源關(guān)閉，并通過(guò)其中的報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)將警報(bào)信號(hào)以短信方式發(fā)給主人將警報(bào)信號(hào)以短信方式發(fā)給主人, ,同時(shí)可啟動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)換氣。同時(shí)可啟動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)換氣。如圖如圖3 3所示：所示： 圖圖3 3 室內(nèi)氣體監(jiān)測(cè)室內(nèi)氣體監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)預(yù)算

8、經(jīng)費(fèi)預(yù)算 底層方面：光照傳感器底層方面：光照傳感器GY-30GY-30模塊：模塊：8 8元；元； 溫濕度溫濕度DHT11DHT11模塊：模塊：6 6元；元； MQ135 MQ135傳感器：傳感器：9 9元；元； PM2.5 PM2.5傳感器模塊：傳感器模塊：3030元；元； 節(jié)點(diǎn)底板節(jié)點(diǎn)底板+ +核心板核心板: 120: 120； 網(wǎng)關(guān)方面：網(wǎng)關(guān)方面： sim300+GPRS sim300+GPRS模塊：模塊：100100左右；左右； 上位機(jī)方面：上位機(jī)方面：0 0元元 其余硬件設(shè)施：其余硬件設(shè)施：5050元；元； 總經(jīng)費(fèi)預(yù)測(cè)：總經(jīng)費(fèi)預(yù)測(cè)：300+300+。 項(xiàng)目進(jìn)程計(jì)劃項(xiàng)目進(jìn)程計(jì)劃本項(xiàng)目大致

9、分四個(gè)階段完成，如下所示：本項(xiàng)目大致分四個(gè)階段完成，如下所示： 第一階段：在選定項(xiàng)目后，我們組協(xié)商規(guī)定每個(gè)組員第一階段：在選定項(xiàng)目后，我們組協(xié)商規(guī)定每個(gè)組員在每個(gè)星期日晚上將進(jìn)行探討，并且將該計(jì)劃隨著項(xiàng)目的在每個(gè)星期日晚上將進(jìn)行探討，并且將該計(jì)劃隨著項(xiàng)目的進(jìn)程不斷改進(jìn)，一直沿用到項(xiàng)目結(jié)束。進(jìn)程不斷改進(jìn)，一直沿用到項(xiàng)目結(jié)束。 第二階段：我們積極的從網(wǎng)上查詢文獻(xiàn)，向圖書(shū)館借來(lái)第二階段：我們積極的從網(wǎng)上查詢文獻(xiàn)，向圖書(shū)館借來(lái)書(shū)籍，力求對(duì)該監(jiān)控系統(tǒng)有了更深的認(rèn)識(shí)。書(shū)籍，力求對(duì)該監(jiān)控系統(tǒng)有了更深的認(rèn)識(shí)。 項(xiàng)目進(jìn)程計(jì)劃項(xiàng)目進(jìn)程計(jì)劃 第三階段：經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段的理論學(xué)習(xí)后，我們將會(huì)對(duì)第三階段：經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段的理論學(xué)習(xí)后，我們將會(huì)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了切割分塊，根據(jù)我們每一個(gè)組員學(xué)習(xí)方面的該項(xiàng)目進(jìn)行了切割分塊，根據(jù)我們每一個(gè)組員學(xué)習(xí)方面的不同，讓他們負(fù)責(zé)自己擅長(zhǎng)的模塊，并每一星期日晚上再不同，讓他們負(fù)責(zé)自己擅長(zhǎng)的模塊，并每一星期日晚上再我們規(guī)定的小組會(huì)議上講解自己這段時(shí)間以來(lái)的進(jìn)度和狀我們規(guī)定