基于zigbee的仓库监控系统设计

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1、基于ZigBee的仓库监控系统设计摘要：为了对大型仓库的温湿度、光照、火警和安全情况进行监控，采用无线传感器网络，设计了一种基于ZigBeeCC2530的多点数据采集、传输和处理的实时监控系统。该系统首先组成了ZigBee星形网络和ZigBee树形网络，然后在此局域网内，通过VB上位机监控软件和Web查询模式对仓库环境进行了控制和查询实验，实验表明，采用基于ZigBee技术的仓库管理是一个很好的尝试。关键词:CC2530；ZigBee；VB；Web查询分类号：TP277文献标识码：A文章编号：2095-1302(2013)04-0033-030引百随着信息技术的不断发展，尤其

2、是网络技术的广泛应用，传统的仓库管理方式也朝着智能化方向发展。传统仓库管理需要人工实时查看仓库内的温湿度、光照、火警和安全情况，费时费力，效率较低；另外，如果采用布线方式组成有线网络监测仓库内环境参数，存在布线复杂、维护不便、成本高等缺点。因此，采用无线网络方式(WSN)[1]监测仓库环境是一个发展趋势。ZigBee[2]是一种低成本、低功耗、低速率、短距离无线网络技术，它适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低，分布范围较小，但对数据的安全可靠有一定要求，而且成本和功耗非常低，并容易安装使用的场合，在工业控制、智能建筑、家庭自动化、无线传感器网络、能源管理、智能交通、个人

3、护理等领域都有用武之地。本文设计了一种基于ZigBee的仓库监控系统。该系统使用了5种传感器：温湿度传感器、光敏传感器、烟雾传感器、红外传感器和超声波传感器。当收到外界触发时，这些传感器采集外界物理量参数，与之相关的ZigBee节点处理后，通过ZigBee路由节点传给协调器，协调器通过串口将这些数据传给上位机VB软件进行处理，显示出各种传感器的参数值，并将数据存储到后台数据库中。在局域网内，通过浏览网页的形式查看仓库内情况，便于管理员做出决策，如打开通风孔，打开遮阳板等。1总体设计整个仓库管理系统由3个部分构成：数据采集、数据传输和数据显示。数据采集模块由传感器和CC2530

4、节点两部分构成：传感器感知外界信号；CC2530节点对传感器采集的信号进行处理，使之成为数字量。数据传输模块为路由节点，它在网络中仅起数据转发和扩大传输距离的作用，并且路由节点通过路由将CC2530节点采集并处理的数据无线传递给协调器。协调器通过串口将数据传给PC机，并且将数据保存在后台数据库中。这些数据在PC机上可以实时显示，用户也可以通过访问数据库查询传感器的相关信息。系统结构2硬件设计系统硬件由三个部分构成：ZigBee终端节点、ZigBee路由节点和ZigBee协调器。2.1ZigBee终端节点ZigBee终端节点由CC2530核心板［3］、外围电路和传感器三个部分组

5、成。CC2530核心板是由业界标准的增强型51单片机［4］和RF无线射频模块组成，系统内可编程的256KB闪存，8KBRAM和许多其他强大的功能。CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适用低功耗要求的系统。核心板原理图如图2所示。本系统运用到了5种传感器，分别是烟雾传感器、红外传感器、温湿度传感器、超声传感器和光敏传感器。因各种传感器的插槽结构都相同，仅对应的数据口不同，故以温湿传感器为例说明硬件结构，其他传感器在此不做赘述。所用的DHT11数字温湿度传感器［5］是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高

6、的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包含一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机连接。此传感器有3个有效引脚：VDD、DATA（接Pl.2口）、GND。其接口电路图如3所示。2.2ZigBee路由节点ZigBee路由节点仅仅作为数据转发的中转站，寻找最佳路由，提高数据传输距离，故其硬件原理图与ZigBee终端节点大致相同，只是缺少传感器连接设计。2.2ZigBee协调器ZigBee终端节点采集数据经路由器节点无线发送给协调器，为了形象地看到数据信息，在协调器上加了LCD12864液晶屏，这样便于查看，其他硬件部分与ZigBee路由节点大致相同。LCD12

7、964液晶屏原理图如图4所示。3软件设计系统软件主要包括数据采集与传输程序、协调器控制程序和上位机数据显示程序。3.1数据采集与传输程序数据采集程序主要采集仓库内的温湿度和光照情况。当有盗贼时，就会触发红外传感器报警，并且启动超声波传感器测量盗贼的距离情况；当发生火灾时，烟雾传感器就会启动，蜂鸣器报警。其流程3.2协调器控制程序协调器负责把节点传来的数据通过串口传给上位机进行处理和显示，并且，上位机也通过串口向协调器发送控制指令，协调器将指令处理后发送给终端节点，终端节点进行相应操作。其流程图如。3.3