基于ZigBee技术的防盗井盖控制系统的设计与实现

基于ZigBee技术的防盗井盖控制系统的设计与实现
基于ZigBee技术的防盗井盖控制系统的设计与实现

基于ZigBee技术的防盗井盖控制系统的设计与实现

【摘要】目前,在城市中井盖的丢失带来很多安全问题。为了解决这一问题,本文采用基于ZigBee技术的XBee-Pro模块,提出了一种新型的防盗井盖系统的设计方案。该系统能够实时监测井盖的状态,避免井盖丢失造成的人员和车辆的损害。该系统的研发提升了城市窨井管理的智能化水平,可广泛应用于城市各种类型窨井的监控系统中。

【关键词】ZigBee;manhole coer;XBee-Pro

1.引言

随着社会的发展,城市的规模越来越大,大量各种类型的城市窨井井盖出现在城市的道路上。如果井盖丢失,不仅给人员、车辆造成重大安全隐患,而且还可能导致井下的线缆和设备的丢失和损害,极易导致通讯、供水、电力和供气等设施的损坏,给企业的生产和居民的生活带来巨大损失[1]。因此,融合信息技术和无线通讯技术,进行新型防盗井盖的研制至关重要。本文提出了一种新型的防盗井盖系统,采用美国Digi公司的基于ZigBee协议的通讯模块Xbee-Pro为核心,控制器采用Freescale公司的MC9S08QG8系列单片机,可以监控井盖的实时状态。

2.防盗井盖系统概述

防盗井盖主要由遥控器、送电设备、受电器、控制系统、井盖电动锁构成。原理如图2所示。防盗井盖通过接收遥控器或者监控中心的指令,打开和关闭井盖;同时当井盖未经许可打开时,控制系统发送报警指令到监控中心,提示监控中心井盖被非法打开[7]。

图1 防盗井盖结构图

Fig.1 Anti-theft Manhole cover structure diagram

3.防盗井盖控制系统硬件设计

防盗井盖控制系统主要包括MC9S08QG8、XBee-Pro、电动锁具、供电电源、温度传感器和位置开关。整个硬件系统的结构如图2所示。

图2 控制系统框图

Fig.2 Control System diagram

(1)电源

基于ZigBee的温度监控系统毕业设计

基于ZigBee的温度监控 系统毕业设计 一、zigbee应用 有了ZigBee的一些技术优势,也谈到了不足之处,目前有些说法把它跟其它他 的无线技术,如Wi-Fi、Bluetooth、RFID、NFC等等进行类比,说某种技术不如另 一种,甚至说某种技术要取代另一种,这样的说法是片面的。作为一种低速率的短距 离无线通信技术,ZigBee有其自身的特点,因此应该有为它量身定做的应用,尽管 在某些应用方面可能和其他技术重叠。下面就来简单看看ZigBee可能的一些应用, 包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用。 二、系统总体设计 1.系统总体方案 Zigbee的主要优势是低功耗和组网,网络的组建是zigbee不同于其他无线协议 的主要优势所在,一个网络的组建形式决定了整个系统能否畅通,顺利的工作,因此 选择合理的网络结构是非常重要的。 为了实现任意无线节点之间都可以传递信息的目标,在串状连接方式的基础上又 发展了网状连接方式。网状连接方式又称为点到点到点(point-to-point-topoint)方式,它与传统的点到多点连接方式最大的不同是,网状连接方式中的每一个节点都 有无线微处理器,所以无需无线路由器就可以实现与另一节点之间的互连。由于这个 新的网络特征,每个无线节点不仅可以收发信息,还可以自动转发信息到网络中的其 他任意节点。 由于网状连接方式中每个节点的智能化,所以,当网络中任一节点故障时,附近 的无线节点会代替该故障的节点,继续进行信息的传输和转发,从而大大提高了系统 可靠性。同时,由于任意无线节点之间通过无线连接就如接力赛跑一样,信息可以通 过无线节点组成的网络传输到更远的地方。 网状结构如下图

ZigBee协调器技术及系统方案设计--毕业论文

目录 中文摘要......................................... 错误!未定义书签。英文摘要......................................... 错误!未定义书签。 1 绪论 (1) 1.1题目研究背景与意义 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 1.3 ZigBee无线网络的研究前景 (2) 1.4 论文的组织结构 (3) 2 相关技术及系统方案设计 (4) 2.1 ZigBee技术 (4) 2.1.1 ZigBee无线网络设备组成 (5) 2.1.2 ZigBee无线网络拓扑结构 (5) 2.2 系统方案设计 (6) 2.2.1 系统方案设计框图 (6) 2.2.2 各模块功能介绍 (7) 3 硬件电路设计 (8) 3.1 硬件电路设计简介 (8) 3.2 处理器模块 (9) 3.2.1 处理器CC2530简介 (9) 3.2.2 芯片功能介绍 (9) 3.3协调器硬件单元电路原理图设计 (10) 3.3.1 CC2530支撑电路原理图设计 (10) 3.3.2 RS232串口通信电路原理图设计 (12) 3.3.3 电源电路设计 (12) 3.3.4 JTAG接口电路设计 (15) 3.3.5 人机交互接口电路设计 (14) 4 IAR开发环境介绍 (15)

4.1 IAR的安装及简介 (15) 4.2 ZigBee 2007 协议栈安装 (17) 4.3 IAR使用介绍: (19) 5 ZigBee无线网络协调器软件设计 (21) 5.1 Z-stack软件架构分析 (21) 5.1.1 Z-stack协议栈的几个重要概念 (21) 5.1.2 Z-stack协议栈分析 (22) 5.1.3 OSAL操作系统 (22) 5.2协调器软件设计 (23) 5.2.1 总体流程设计及代码 (24) 5.2.2 协调器新建网络流程图及代码 (26) 5.2.3绑定与接收 (29) 5.2.4 协调器向串口发送数据 (31) 6 调试 (36) 6.1 软硬件调试方法 (36) 6.2 调试中遇到的问题 (36) 7 总结 (38) 7.1 设计总结 (38) 7.3 设计不足和改善 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40)

基于ZigBee数据采集系统的设计毕业论文

基于ZigBee数据采集系统的设计毕业论文 目录 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 ZigBee技术简介 (2) 1.3 国外研究现状 (3) 1.4 基于ZigBee的数据采集系统的意义 (4) 1.5 论文主要容与组织结构 (5) 第二章系统总体方案设计 (6) 2.1 系统的设计原则 (6) 2.2 系统硬件组成 (6) 2.3 系统关键技术介绍 (7) 2.3.1 ZigBee协议体系 (7) 2.3.2 ZigBee网络结构 (9) 2.4 ZigBee无线芯片的选取 (12) 第三章硬件电路的设计 (13) 3.1 总体设计方案 (13) 3.2 C2530无线单片机介绍 (13) 3.2.1 CC2530芯片的硬件组成 (14)

3.2.2 CC2530芯片的主要特征 (15) 3.3 CC2530基本电路 (17) 3.4 CC2530外围节点电路 (18) 3.4.1 数据采集电路 (18) 3.4.2 串口转USB电路 (20) 3.4.3 电源电路 (20) 3.4.4 显示电路 (21) 3.4.5 键盘电路模块 (23) 3.4.6 天 线 (23) 第四章软件设计 (24) 4.1 IAR开发平台的介绍 (24) 4.2 传感器模块的软件设计 (25) 4.3 协调器的软件设计 (26) 4.4 IAR开发平台程序烧录 (26) 4.4.1 创建一个新工程 (26) 4.4.2 工程参数设置 (27) 4.4.3 添加项目代码 (28)

第五章总结与展望 (30) 5.1 设计总结 (30) 5.1.1 基本功能实现...... ............ .......................................... . (30) 5.1.2 无线数据采集的测试...... .................. .. (31) 5.2 前景展望 (32) 参考文献 (33) 致谢 (34) 附录 (39)

基于zigbee的温湿度传感器设计本科毕业设计

宁夏大学新华学院本科毕业设计 (2015届) 题目基于ZigBee的温湿度传感器设计 系别信息与计算机科学系 专业电气工程及其自动化

宁夏大学新华学院本科学位论文 摘要 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量无处不在的,具有通信与计算能力的微小传感器节点密集布设在无人值守的监控区域而构成的能够根据环境自主完成指定任务的“智能”自治测控网络系统。大量传感器节点通过相互之间的分工协作,可实时感知、监测和采集分布区域内的监测对象或周围环境的信息。无线传感器网络有着与传统网络明显不同的技术要求,前者以数据为中心,后者以传输数据为目的。随着传感器网络技术的逐步发展,它的应用也越来越广泛,无线传感器网络也被要求有更小功耗,更低成本,以及更方便使用的性能,在这种情况下,ZigBee技术应运而生。 ZigBee技术是一种短距离无线双向通信技术,该技术拥有协议简单、功耗低、组网能力强、网络容量大、时延短、安全、可靠及成本低等优点,具有路径选择、自动连结网络及自我恢复等功能。预计将在消费类电子设备、家庭智能化、工控、医用设备控制、农业自动化等领域获得广泛应用。 本文首先介绍了无线传感器网络的基础知识和研究现状;然后深入分析了ZigBee协议,给出了各层的功能;之后,设计了ZigBee节点模块和温湿度传感模块,并在此硬件基础上设计了具有基本功能的ZigBee协议栈,同时提出了一种基于ZigBee的组网算法,通过扫描信道、建立网络和建立节点间的关联三个步骤构建了一个简单的网络层,实现了无线传感器组网功能;在此基础上本文设计一个小型的温度湿度监控网络系统;最后,对论文进行总结,提出今后的研究工作方向。 关键字:ZigBee;温湿度传感器;无线通信;无线温湿度传感器系统 I

基于Zigbee的智能灯光控制系统设计毕业设计论文

本科生毕业设计(论文) 题目:基于Zigbee的智能灯光 控制系统设计 学院:电气工程与自动化学院 专业:电气工程与自动化(自动化方向)

摘要 在现代社会,自动化与智能程度不断提高的今天,家居智能管理必然是人们今后的唯一选择。本文主要研究对象为家庭的照明,在通过比较传统照明方式,研究目前较应用的照明控制中发现家庭照明中往往存在一些致命的问题,如照明控制方式落后,甚至很大程度都还是采用机械开关,安全系数低,舒适性差,布线复杂等。由于这些控制方式上的不足,极大的造成能源的浪费,甚至在控制的误区里出现室内无人,却灯火通明的现象。针对这些不足,需要对控制做一个进一步的研究与开发。 本文较全面的研究了传统照明、现代照明的特点,通过比较得出优缺点,提出一种基于Zigbee的无线智能控制方案,即采用两块Zigbee功能板,一块导入光敏传感器和热释红外传感器,用作信号发射,另一块接入继电器模块,接收信号并控制灯光亮灭。在这种控制方式下,只有室内有人,且光线不足时才点亮所需灯光,而在室内无人,光线不足的情况下,灯不亮,采用这样的控制方式能很好解决误开断和能源浪费的问题。论文中详细介绍了整个控制系统的功能和控制策略,软件程序设计包括LED灯初始化、光敏传感器初始化、PIR传感器初始化、协议栈初始化,串口通讯等。 最后,在模拟实际环境下,测试可行性与性能。实验证明,采用Zigbee无线控制能有很好的控制效果,并且可以显著提高节能效果,改善“无人灯亮”的问题。 关键词:Zigbee,光敏传感器,热释红外传感器,节能

Abstract With the improvement of the automation and intelligence in the modern society, home intelligent management inevitably becomes the only option for people in the future. By comparing the traditional lighting, this paper discovers some fatal problems on the control of home lighting, such as backward way of lighting control, namely, mechanical switch, which has low coefficient of safety, poor comfortablity and complex wiring. These shortages result in great waste of energy as well as nobody appears but brightly lighted in mistaken area. In order to make up these deficiencies, it needs to make a further research on the control system. This paper has made a comprehensive study on the characteristics of traditional lighting and modern lighting by comparing the advantages and disadvantages and has put forward a wireless intelligent control scheme based on Zigbee, which use two pieces of Zigbee function board: one worked as a signal emission, conducting the photosensitive sensor and pyroelectric infrared sensor; the other connected to the relay module receives the signal and controls the lights. Under this kind of control mode, only when the interior has people with insufficient light will the light lights. Otherwise it won’t. T his control method can well solve the problem of open circuit by mistake and energy waste. This paper details the function of control system, control strategy and software design including the LED lights initialization, light sensor initialization, PIR sensor initialization, protocol stack initialization and serial communication, etc.. Finally, this paper tests the feasibility and performance in a simulated environment. The result shows that Zigbee wireless control not only has a good control effect, but also significantly improve the effect of energy saving and improve the problem of lighting up while there is nobody.

基于zigbee的智能温室数据采集系统毕业设计

毕业设计(论文)题目基于Zigbee的智能温室数据采集系统

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

基于Zigbee的智能家居系统毕业设计

henhuangmahenshuang 毕 业 论 文 课 题基于Zigbee 的智能家居系统设计 学生姓名 基于Zigbee 的智能家居系统设计 系 别基于 Zigbee 的智能家居系统设计 专业班级 09通信(1)班 指导教师 二 ○ 一 年 学 号_______ ___

铜陵学院毕业设计 目录 摘要.............................................................. III Abstract............................................................... IV 第一章绪论......................................................... - 1 - 1.1本课题的背景和意义.......................................... - 1 - 1.2国内外智能家居发展概况...................................... - 1 - 1.2.1 国外智能家居发展概况.................................. - 1 - 1.2.2 国内智能家居发展概况.................................. - 1 - 1.3智能家居系统组网技术........................................ - 2 - 1.4智能家居系统设计需要解决的问题.............................. - 3 -第二章 ZigBee 技术研究.............................................. - 4 - 2.1 ZigBee技术简介............................................. - 4 - 2.2 ZigBee协议组成............................................. - 4 - 2.3 ZigBee网络配置............................................. - 5 - 2.4 Zigbee技术的特点........................................... - 7 -第三章智能家居系统总体设计方案..................................... - 8 - 3.1智能家居系统需求分析........................................ - 8 - 3.2智能家居系统功能描述........................................ - 8 - 3.3智能家居系统结构............................................ - 8 -第四章系统硬件设计..................................................................................................... - 10 - 4.1 ZigBee通信模块硬件设计. ................................... - 10 -第五章系统软件设计................................................ - 12 - 5.1 ZigBee网络设备软件........................................ - 12 - 5.2Zigbee绑定机制的引入....................................... - 15 - 5.3智能家居管理界面设计....................................... - 15 -第六章总结与展望.................................................. - 17 -参考文献........................................................... - 18 -

基于ZigBee的智能家居系统设计与实现毕业设计论文

毕业设计(论文)题目:基于ZigBee的智能家居系统设计与实现

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

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