基于ZigBee的溫度檢測控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

.緒論 由于zigebee技術(shù)的存在大大簡化降低了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的成本，使其無線通訊設(shè)備有了統(tǒng)一的通訊規(guī)則。在下面我們將介紹zigbee通訊協(xié)議以及系統(tǒng)組成。1.1選題的背景介紹了無線個域網(wǎng)智能控制系統(tǒng),它是在目前的智能互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的前提下,用戶要求智能化、物聯(lián)網(wǎng)化、輕便化、安全化。為了滿足用戶的實際需求,設(shè)計和開發(fā)。通過使用傳感器來檢測,單片機控制、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù),形成智能采集和顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以收集室內(nèi)的溫度和濕度,光照強度,并通過無線個域網(wǎng)發(fā)送到手持終端,手持終端提供參數(shù)顯示、狀態(tài)顯示、報警、提供交互界面,并可以作為遠程開關(guān),遙控開關(guān)各種燈具、電器、等。該系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計技術(shù),使用Z-堆棧協(xié)議棧,高度可擴展的,自動網(wǎng)絡(luò),智能化程度高。由于本人能力有限制作的并不是很完美，很多地方仍然有很多不足，在這里僅供大家參考，望各位老師見諒。1.2zigbee系統(tǒng)介紹無線個域網(wǎng)是一個低功耗局域網(wǎng)協(xié)議基于IEEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)通訊標準。無線個域網(wǎng)zigbee傳輸技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點是近距離通訊情況下、很低的系統(tǒng)復(fù)雜性、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)率。廣泛應(yīng)用于自動控制領(lǐng)域和需要遠程控制,可以嵌入各種移動通訊設(shè)備。簡而言之,無線個域網(wǎng)zigbee通訊是一種高性價比、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)近距離。無線個域網(wǎng)協(xié)議從下到上分別為物理層和媒體訪問控制(MAC)層,傳輸層(TL),網(wǎng)絡(luò)(NWK)層、應(yīng)用程序?qū)?APL)等。包括物理層和媒體訪問控制層內(nèi)部遵循IEEE802.15.4標準規(guī)則提供服務(wù)。1.3zigbeeZstack協(xié)議棧介紹簡單來說由于ZigBee技術(shù)被大量使用，為了方便各位開發(fā)人員和使用人員進行開發(fā)，并且為了各個zigbee設(shè)備標準化，因此Zigbee聯(lián)盟擴展了一些系統(tǒng)框架，對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進行了標準化提供標準化編程接入接口。通過調(diào)用API可以快速簡單方便的開發(fā)出，符合規(guī)范的zigbee軟件和系統(tǒng)。就是由于z-stack協(xié)議棧的存在，是的zigbee設(shè)備的通用性大大提升。2基于Zigbee的信息采集由于前面都是說的數(shù)據(jù)的傳輸現(xiàn)在我們說一下數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的采集主要由各種傳感器完成，不同傳感器承擔不同的信息采集以及轉(zhuǎn)化任務(wù)，下面我們對各個傳感器模塊進行逐一分析。2.1溫濕度采集DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一種溫濕度復(fù)合傳感器且采用數(shù)字輸出的方式，具有很高的可靠性和長期穩(wěn)定性。DHT11包括一個電阻式感濕元件和一個NTC特性的測溫元件，內(nèi)含一片高性能8位單片機相連接。因此DHT11具有超快的響應(yīng)速度、以及強大的抗干擾能力、同時又具有很高性價比。單線串行接口，可以與MCU串口直接連接數(shù)據(jù)讀取方便，使系統(tǒng)集成變得簡單快捷。同時具有極低的功耗，較小的封裝體積，4圖2.1MCU與DHT11連接圖針單排引腳封裝，連接方便。故被市場廣泛使用2.2光照強度度采集圖2.2光敏電阻外形以及電路符號光敏電阻是光測量和控制是一種和光電轉(zhuǎn)換(光強度的變化可以轉(zhuǎn)換為電壓變化)。常用的光敏電阻對硫化鎘光敏電阻。光敏電阻器(即光譜特性)、光對人眼對可見光敏感(0.4~0.76)微米刺激變化非常接近,也就是說只要人類的眼睛可以感覺到光,并將導(dǎo)致其電阻變化。在設(shè)計電路時,如白熾燈泡或LED光源控制,可以使設(shè)計大大簡化。2.3繼電器狀態(tài)采集 本系統(tǒng)Zigbee直接采集MCU電平狀態(tài)進而得知繼電器閉合狀態(tài)，進而知道繼電器下所帶設(shè)備運行狀態(tài)。3Zigbee與單片機的信號傳輸Zigbee與單片機的信號傳輸，在此次設(shè)計中直接采用UART傳輸，先前考慮過使用RS232,但是會增大設(shè)備體積，故并沒有采用。3.1UART串口通訊介紹由于單片機內(nèi)部采用并行數(shù)據(jù)，不能直接把數(shù)據(jù)發(fā)到外部串行設(shè)備，由于這一必須經(jīng)過UART整理和打包才能進行不同設(shè)備之間的異步傳輸，其過程為：MCU先把準備寫入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)放到UART的寄存器中，再通過FIFO控制器（FirstInputFirstOutput，先入先出隊列）傳送到串行接收設(shè)備，如果沒有FIFO，信息將變得雜亂無章，使信息傳輸失敗。[2]4單片機顯示方案 本設(shè)計開始使用的為數(shù)碼管顯示，但是因為顯示參數(shù)實在太多后換用1602圖形液晶，但是1602并不能顯示漢字，而且顯示容量依然不能滿足要求，在綜合了各個利弊之后最終采用12864圖形液晶。該液晶帶有字庫能很方便的提供中文顯示界面。而且顯示容量較1602有進一步的提升。4.12864介紹12864點陣型LCD簡介12864是一種圖形點陣液晶顯示器,該液晶屏可采用并行數(shù)據(jù)傳輸和串行數(shù)據(jù)傳輸兩種方式。可以進行圖形顯示，同時也可以顯示8×4個(16×16點陣)漢字。一般自帶字庫使用方便。圖4.1MCU與12864連接圖圖4.2顯示程序方框圖5總結(jié)經(jīng)過將近2個月的努力以及堅持，同時感謝老師的耐心指導(dǎo)，經(jīng)過了從項目設(shè)計、論證可行性、修改到編程燒錄、調(diào)試，畢業(yè)設(shè)計終于完滿結(jié)束。使我不論是理論基礎(chǔ)知識還是在實際的操作能力都有了較大的提高。論文完成會我由衷的感到高興，在制作期間也懂得了一分耕耘一分收獲的道理。智能化物聯(lián)網(wǎng)一定是以后的大趨勢，在這次項目設(shè)計使我明白了系統(tǒng)的原理和對應(yīng)于現(xiàn)在電子產(chǎn)品有了進一步的熟悉。鍛煉了我的編程能力，和獨立解決問題的能力。這為我以后即將從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。是我人生中寶貴的財富。通過這次設(shè)計，將我所學(xué)過的課程聯(lián)系到一起，使我對所學(xué)課程有了更深的體會，對所學(xué)的知識進一步鞏固，對應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)有了更深刻的認識。在設(shè)計中所運用到的理論，使我對它們的使用更加熟練，而且發(fā)現(xiàn)其中強大的功能，從中又學(xué)到了很多知識。最后，由于本人水平有限，設(shè)計中存在不足，錯誤之處，請各位老師多多批評指正。參考文獻[1]郭天祥，單片機C語言教程；[2]來清民.傳感器與單片機接口及實例.；[3]王芳，馬幼軍，智能化住宅防盜防火報警系統(tǒng)設(shè)計.傳感器技術(shù)，2002；[4]李冰，姜波.汪濱琦.BISS0001在熱釋電紅外開關(guān)上的應(yīng)用.應(yīng)用科技2001；[5]尹長松.光散射在煙塵探測中的應(yīng)用.光散射學(xué)報，1996；[6]趙海蘭.智能溫度傳感器DS18B20.電子世界，2003；[7]李全利.單片機原理及應(yīng)用技術(shù)[M].2版.北京:高等教育出版社.2005；[8]鄭定明.單片機應(yīng)用技術(shù).北京:人民郵電出版社1