基于zigbee技术的粮库监测系统设计

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1、第25卷第9期农业工程学报Vol.25No.92009年9月TransactionsoftheCSAESep.2009197基于ZigBee技术的粮库监测系统设计包长春，李志红，张立山，李国昉，伦翠芬，李艳萍，蔺志鹏（河北科技师范学院机械电子系，秦皇岛066004）摘要：针对大型粮库设施粮食存储环境相关参数监测点分散的现状，设计出了一种层次型网络拓扑结构的无线传感器网络中央监测系统。以承载ZigBee技术的CC2430芯片为无线节点的检测与信息处理核心，结合温度、湿度传感器模块，构成无线传感器网络终端检测子节点，对

2、现场环境实时检测，并通过路由节点将数据上传；路由节点模块设计，采用无线或RS-485标准的方式与中心节点进行信息通讯，使现场循环检测数据能实时传送给中央监控计算机，实现深入粮仓内部的多点检测、实时监测。结果表明，系统功能扩展方便、布网灵活、施工成本低，为大型粮库设施现代化管理奠定了基础。关键词：传感器，监测，单片机，粮库，ZigBee技术doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2009.09.035++中图分类号：TP274.5，TP873.2文献标识码：A文章编号：1002-6819(2009)

3、-9-0197-05包长春，李志红，张立山，等.基于ZigBee技术的粮库监测系统设计[J].农业工程学报，2009，25(9)：197－201.BaoChangchun,LiZhihong,ZhangLishan,etal.DesignofmonitoringsystemforgraindepotbasedonZigBeetechnology[J].TransactionsoftheCSAE,2009,25(9)：197－201.(inChinesewithEnglishabstract)测信息的无线稳定传输标

4、准，替代传统的粮食存储环境0引言的检测方法，具有施工简单、检测节点多、扩展容易、随着粮食问题在世界多个国家的突出显现，粮食安维修方便的特点。通过开发功能齐全的粮库监测软、硬全问题受到了各国政府的高度重视。安全可靠、管理高件系统，为大型粮库设施提供现代化、智能化的科学、效的现代化大型粮库设施，是保证各国及各地区粮食安高效的管理手段。全的重要基础。中国政府一直非常重视粮食储备，在多1粮库监测系统的硬件设计个地区扩建、新建了大型的粮食储备基地。受传统观念和技术上的制约，目前粮库的粮食存储环境的检测主要根据粮库设施的布局特

5、点，粮库监测系统的无线网[1]有两种方式：一种是手持式检测仪表，采取人工定期检络拓扑结构采用树状结构，设计框图如图1所示。工控测的方法，将传感器探头插入粮仓内部，即可显示被测[6]主机是整个系统的中央监控设备，负责节点的数据通点的温度和湿度等参数。这种方式难以实现大型粮仓深讯、数据分析处理和调节设备控制，通过丰富的显示界入内部的、多点全面检测，工作量大、效率较低，使检[7]面实现人机交互。工控主机通过RS-232接口有线连接测难以实时、彻底地进行，不能实现智能化检测与报警。中心节点，所有节点均采用巨人TI公司推出的

6、CC2430[2]另一种是长距离、多探头检测仪，采用有线的方式，将芯片——新一代承载ZigBee无线技术的单片机芯片，它探头固定在粮仓内部，利用单片机多机通讯的方式实现[8]是一款符合IEEE802.15.4标准的SOCZigBee产品。中有限的集中监测，这种方式存在的主要问题是施工成本[9]心节点通过CC2430芯片集成的无线收发模块，与结构高、不易扩展、维修困难等。据资料统计，因粮库粮食[9]相近的路由节点进行无线收发通讯。每个路由节点可以存储环境的调节不及时，国家每年损失粮食约500万t。根据需要与一定数量的

7、终端节点组成无线或有线监测群。[3]ZigBee技术是一种新兴的短距离、低功耗、低速一个大型的粮库设施，一般由不同类型的粮仓群组率、低成本、高容量的无线网络通信技术，承载这种无成，不同粮仓群之间或者粮仓群与中央监测室之间往往[4]线网络技术的CC2430高性能单片机，与现代传感器模[5]以一定距离相隔，采用有线的通讯方式更为稳定可靠；块相结合，可实现大型粮库设施粮食存储环境的智能化每个粮仓群包含若干个粮仓，相隔距离较近，数量较多，检测，达到中央实时监测、报警，进而自动调节的目的。采用无线通讯方式，完全满足技术要求，

8、节约大量的施采用无线传感器网络技术实现的中央检测与报警系统，工成本；每一个粮仓内部需要多点检测，多点之间采用重点解决温度、湿度传感器模块与承载ZigBee技术的灵活的无线通讯模式。CC2430单片机的可靠组合，依照通讯协议标准，实现检[9]采用无线监测群，终端节点除了具有与路由节点相收稿日期：2008-09-30修订日期：2009-07-22近的结构之外，要