[发明专利]基于ZigBee无线传感器网络的工厂空气品质监控系统

说明书

本发明公开了一种基于ZigBee无线传感器网络的工厂空气品质监控系统，包括ZigBee路由器，ZigBee终端，协调器，MCU模块，GSM模块，PC和手机。所述ZigBee路由器和ZigBee终端与协调器连接，每一个ZigBee终端都具有一个射频端，具有唯一的IEEE地址和网络地址；所述协调器采用FFD承担组建个域网络，负责对其他节点进行协调等任务；所述协调器通过串口通信与MCU模块建立联系。所述MCU模块与GSM模块进行连接，可以通过公共移动网络即时的将需要的数据信息发送给用户手机上，MCU模块同样与PC连接，将数据显示在PC屏幕上，以便于用户实时观察测试数据的变化。

技术领域

本发明涉及远程实时在线监控技术领域，具体涉及一种基于ZigBee无线传感器网络的工厂空气品质监控系统。

背景技术

环境污染已受到人们越来越多的关注，工厂是环境污染的主要源头之一，随着法规的日益完善，以及企业社会责任的日渐加强，工厂环境监测检测已成为许多企业的必然需求。环境监测网络是一种在线自动监测方式，它利用传感器对环境进行测量并将数据通过网络发送到监测中心，实时地对被监测地点的温度、湿度、二氧化碳浓度等环境因素进行检测，可减少工作人员的工作量；通过分析数据，可及时确定环境质量及其变化趋势，广泛用于灾害预测、空气质量监测、酸雨监测、辐射监测、水质监测等重要领域。目前，现有的环境监测系统主要采用有线信号传输，该方式布线复杂，传输距离受限，系统可靠性和稳定性均有待提高。

本发明针对上述系统中存在的问题提出了一种基于ZigBee无线传感器网络的工厂空气品质监控系统。无线传感器网络WSN(wireless senornetwork)是有若干个具有感知、处理和无线通信能力的传感器节点通过自组织方式形成的网络。ZigBee技术是近年来快速发展的WSN的规范之一,而且定义的技术要比其他WPANS更简单、实现成本更低,也更适合于低数据速率、低功耗并且安全的无线网络。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有系统的不足，提出了一种基于ZigBee无线传感器网络的工厂空气品质监控系统。

本发明为解决背景技术中提出的问题，采用的技术方案是：一种基于ZigBee无线传感器网络的工厂空气品质监控系统，包括ZigBee路由器，ZigBee终端，协调器，MCU模块，GSM模块，PC和手机；

所述ZigBee路由器和ZigBee终端均与协调器连接，其主要功能是采集与其连接的传感器传输来的数据，并汇集到协调器；每一个ZigBee终端都具有一个射频端，具有唯一的IEEE地址(64位)和网络地址(16位)；所述协调器采用FFD承担组建个域网络(Private AreaNetwork，PAN)，负责对其他节点进行协调等任务；所述协调器通过串口通信与MCU模块建立联系。所述MCU模块与GSM模块进行连接，可以通过公共移动网络即时的将需要的数据信息发送给用户手机上，MCU模块同时与PC连接，将数据显示在PC屏幕上，以便于用户实时观察测试数据的变化。

所述ZigBee终端及ZigBee路由器的通信模块均采用CC2530射频芯片，具体硬件结构如图2所示，每个节点由CC2530模块、一系列传感器模块以及电源模块组成。

所述ZigBee终端及ZigBee路由器的通信设计采用ZStack协议栈，其简化后的协调器任务流程图如图3(a)所示，终端节点、路由节点任务流程图流程如图3(b)所示，对于协调器主要任务是建立一个个域ZigBee网格，并等着终端节点和路由节点加入网络，搜集终端节点或路由节点发送的数据；对于终端节点和路由节点主要是采集传感器数据，通过不断地尝试加入ZigBee网络，在成功加入后将数据包信息传输到协调器中。

所述MCU模块选择STM32F103RCT6单片机，所述MCU模块与GSM模块连接是通过GSM数据口中的RXD、TXD和GND三个引脚与单片机上相对于的引脚连接。