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基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计

作 者: 熊双桥
导 师: 董秀成
学 校: 西华大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 仓库温湿度 ZigBee 无线监测 JN5139
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


在现代化的仓库管理中,无论是军需仓库、粮食仓库还是一般的物料食品仓库,其内部温度和湿度的信息对于仓库的防火、防霉、和防潮都具有非常重要的参考价值。现存的仓库温湿度监测方法主要以便携式式的温湿度测量仪和现场总线、工业以太网温湿度监测系统为主,这些方法普遍存在单点测量、需要人工现场操作、特殊场合会出现布线不便和困难、无法远程访问和成本高等问题。针对此问题,本文提出了基于ZigBee远程无线仓库温湿度环境智能监测方案。在对ZigBee的应用特点进行研究的基础上,完成了完成了ZigBee无线模块的设计,通过RS-232串口通信实现ZigBee网络与GPRS网络的互联,最终实现了ZigBee网络数据的远程传输。它能够很好解决了现有仓库温湿度监测系统的各种缺陷和不足,实现了远程的区域无线监测。本设计是一个软硬件相结合的现代化计算机监测系统。负责仓库现场温湿度数据采集和传输的硬件平台包括以下三部分:以JN5139无线微处理器为核心的传输模块、基于MSP430F2122处理器的数据采集板和H7118DTU远程传输模块。无线模块附加的继电器电路用来控制DTU模块供电的关断;采集板不仅集合了SHT11和DS18B20传感器电路,还设计了定时器电路,为系统提供精准的时钟,实现了系统休眠和正常运行两种工作状态自动切换。系统的数据传输采用自定义的ZigBee-Modbus通信协议,其中包含了CRC-16的校验机制,从而保证了数据传输的有效性。设计给出了详细的软硬件实现方法和各模块之间连接方法。最后在VB6.0和Access2003平台上完成了便于用户智能化管理的人机交互界面的开发,其主要功能包括多DTU登陆、数据实时显示、数据库存储和远程参数设置等。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 国内外发展现状和趋势  9-11
  1.2 课题的研究背景和意义  11-12
  1.3 课题的主要研究内容及实现方案  12-13
  1.4 论文章节安排  13-14
2 基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统总体方案  14-22
  2.1 ZigBee技术  14-19
    2.1.1 ZigBee技术定义  14-15
    2.1.2 ZigBee网络拓扑结构  15-17
    2.1.3 ZigBee技术特性  17-18
    2.1.4 ZigBee技术在监测领域的应用  18-19
  2.2 远程技术  19
  2.3 系统总体方案  19-21
  2.4 本章小结  21-22
3 ZigBee无线模块设计与实现  22-40
  3.1 无线模块硬件设计  23-31
    3.1.1 无线微处理器选型  23-24
    3.1.2 JN5139配置电路  24-25
    3.1.3 电源与复位模块  25-28
    3.1.4 通信电路硬件设计  28-30
    3.1.5 继电器电路  30-31
  3.2 无线模块软件设计  31-39
    3.2.1 开发环境介绍  31-33
    3.2.2 协调器程序设计  33-36
    3.2.3 路由器和终端设备软件设计  36-38
    3.2.4 数据通信协议  38-39
  3.3 本章小结  39-40
4 数据采集板的设计与实现  40-54
  4.1 数据采集板的硬件设计  41-47
    4.1.1 MSP430F2122主控电路  41-42
    4.1.2 DS18B20连接电路  42-44
    4.1.3 SHT11连接电路  44-45
    4.1.4 定时器电路  45-47
  4.2 数据采集板软件设计  47-53
    4.2.1 软件开发平台介绍  47-48
    4.2.2 采集板软件主程序设计  48-49
    4.2.3 DS18B20温度采集软件设计  49-51
    4.2.4 SHT11湿度采集软件设计  51-52
    4.2.5 中断处理软件设计  52-53
  4.3 本章小结  53-54
5 监测中心系统设计  54-68
  5.1 监控中心系统相关理论  54-55
    5.1.1 Visual Basic概述  54
    5.1.2 ACCESS数据库  54-55
  5.2 监控中心整体功能设计方案  55-67
    5.2.1 主体程序设计  56-59
    5.2.2 系统服务设置程序设计  59-60
    5.2.3 DTU管理程序设计  60-61
    5.2.4 定时器程序设计  61-62
    5.2.5 网络通信程序设计  62-66
    5.2.6 数据库软件设计  66-67
  5.4 本章小结  67-68
6 系统测试  68-71
  6.1 系统测试  68-70
    6.1.1 ZigBee网络数据传输  68-69
    6.1.2 GPRS DTU登陆  69-70
  6.3 本章小结  70-71
7 总结与展望  71-72
  7.1 总结  71
  7.2 展望  71-72
参考文献  72-74
附录A 硬件模块电路板PCB  74-75
附录B 硬件实物图  75-76
攻读硕士学位期间发表学术论文及科研成果  76-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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