论文总字数：14967字

摘 要

：本文设计了一个基于ZigBee的无线仓储监测系统，采用低功耗低成本的CC2530芯片作为无线模块的数据处理及通信单元，实现了对温度、湿度的实时测量及显示。该系统在IAR环境下编写和编译传感器节点程序，可以实现无线传感器网络仓储环境参数及传感器节点之间的数据传输。本系统结构简单，外围设备扩展方便，自组网能力强，适用于现代工业控制的各个领域。

关键词：仓储监测,ZigBee,CC2530,无线传感器网络

Abstract:There is a wareless warehousing monitoring system based on ZigBee in the paper.The monitoring system implements the data acquisition,temperature,humidity which using the CC2430 chip with low power consumption and low cost as the network data processing and communication unit.The sensor node program is written and compiled under the IAR developed environment. It can collect warehouse information in the wireless sensor network and transmit the data between the sensor nodes. The system has advantages of simple structure, easy function expandability, network strong self-organization, have been widely used in different kinds of fields in modern industrial control.

Key words:Aquaculture, ZigBee, CC2530, Wireless sensor networks

目 录

1 背景和意义 4

1.1 国内外发展现状 4

1.2 国内外的发展现状 4

1.3 课题的主要研究内容和结构组成 5

2 ZigBee的介绍 5

2.1 ZigBee技术定义 5

2.2 ZigBee技术的特点 6

3 硬件设计 7

3.1 设计温湿度采样模块硬件 7

3.2 无线数据采集模块 8

3.3 电源与复位模块 12

3.4 通信电路硬件设计 13

4 软件设计 16

4.1 协调器程序设计 17

4.2 路由器和终端设备软件设计 20

4.3 数据通信协议 22

4.4 SHT10温湿度采集软件设计 22

5 总结与展望 24

参考文献 25

致谢 26

1 背景和意义

1.1 国内外发展现状

仓库是我们保存物品一个大容器，是我们的利益得到保障的地方，因此在仓库这个环节中，仓库里的环境将是关键的一环。为保证日常工作的顺利进行，无论是军需、粮食仓库还是一般的物料仓库，仓库的温度、湿度环境状态都会直接影响到仓库物料的生存寿命。由于仓库内部物料堆积，在一些角落空气流通不畅，物料可能发生阴燃，最后导致明火，酿成火灾悲剧；温度是仓库的火情预警的一个重要标志，对仓库死角的温度监测可以有效预防火灾的发生；而湿度是对空气中的水分含量的一个主要标志，防潮、防霉也是仓库管理的一个重要工作；所以温湿度监测对于现代化仓库管理具有非常重要的意义，为仓库的智能化管理提供及时有效的信息源，为仓库的防火、防潮和防霉工作提供基本的信息依据。如何利用现有的温湿度监测技术，确保一个稳定安全的仓库储存环境是需要大家共同研究解决的课题。

1.2 国内外的发展现状

温度传感器是世上开发最早应用最广的传感器。调查表明，温度传感器市场份额远超其他。十七世纪初物，伽利略发明了温度计，开始了对温度的测量。而热电偶传感器的前身是德国物理学家赛贝发明的，它能够把温度转换成电信号。随着时代的发展，科学技术的进步，在后来不断地改进下，催生出热电偶温度传感器、铂电阻温度计，集成温度传感器等，以及到后来的更高科技的红外传感器、微波传感器和声学温度传感器。由于半导体技术的不断发展，温度传感器也朝着智能化、数字化的方向迅猛发展。

湿度的测量相对测量温度而言起步稍晚，从一开始的羊毛或人头发制成的毛发湿度计，到随着电子技术的不断更新，渐渐演化成电子湿度传感器。自1939年顿蒙湿度传感器，还有之后不久的利用聚合物薄膜或碳膜吸湿膨胀原理制作的湿度传感器，都是湿度传感器史上的重大进展，然而却都有不能大量生产的问题，因为他们的生产都需要大量的人工技巧。随着人们对传感器的要求日趋提高，由半导体研发的湿度传感器因运而生，协同温度传感器再次踏上了演变的过程，向着智能、集成的方向继续发展。

目前，对于专门的仓库温湿度监测系统的资料存在不少，而且对于其它各种场合下的温湿度智能监测系统的研究资料相对较多，但并没有对仓库温湿度监测方法的发展现状和趋势有一个综合性的阐述，本文根据对温湿度测量技术和仓库温湿度监测的相关资料，参考、借鉴了相关技术，得出了仓库温湿度监测系统的发展现状和趋势。目前仓储温湿度监测的系统种类很多。大致有便携式测量仪、基于现场总线监测系统、基于工业以太网温湿度监测系统、无线传感器网络温湿度监测系统。以上四种监测方式各有利弊。

如今无线传感器面临着要满足低能耗、实时性、低成本的要求，也是其满足日常发展的方向。而ZigBee标准通讯协议的出现，凭借其低传输速率、低功耗、安全可靠、优良的拓扑能力以及网络容量很大等优点较好的架构出无线传感器网络。基于ZigBee的温湿度监测系统是现在各种场合温湿度监测技术的发展趋势，例如：基于ZigBee的实验室温湿度监测，基于ZigBee的烟叶仓库温湿度监测、基于ZigBee的工农业生产现场的温湿度监测、基于ZigBee的温室温湿度监测等等。

基于ZigBee的远程无线仓库监测可以从根本上解决布线困难、成本过高、较高功耗等问题。远距离信息传输方面结合应用GPRS网络技术，而ZigBee技术则专攻于短距离与低速率的通信，两者相互结合之后，拥有相当强的无线测控网络构架应用性以及完全无线的测控特点，在工农业生产以及智能家居、公共安全等方面具有很高的应用价值。

1.3 课题的主要研究内容和结构组成

本文通过对ZigBee通信协议的研究，在其基础上，围绕仓库温湿度监测，实现其远距离的信息传送功能，所完成的工作有：

（1）提出了基于ZigBee的远程无线仓储监测系统的总体方案，以及工作原理和系统框图。

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