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| 博物馆室内环境监测系统设计 摘要 本文根据博物馆的室内监测需求以及无线传感器网络的结构特点，和利用Zigbee技术的无线双向通讯功能，设计了一种基于传感器网络的无线博物馆室内环境监测系统，完成了对博物馆室内的温度、湿度、CO和甲醛等气体浓度等环境参数的实时监测，并且具有数据采集、处理和传输等功能。无线传感器网络根据部署在监测区域内无数的微型传感器节点，可以有效对传感器节点采集的环境感知数据进行管理和传输，并以图表的形式进行显示和统计所采集到的数据，使工作人员能够及时了解并掌握环境数据的变化，从而对博物馆室内的环境进行有效监测，对于各种意外进行有效的防范。同时，保证传感数据不满足阈值条件的传感器节点可以及时报警，以保证系统的安全性。 博物馆室内环境监测系统的实现，根据模块化设计思想将整个系统结构的设计分为两个子系统：现场机器系统和监控系统。现场机系统由两个模块组成，包含数据的采集和传输两个部分。监控系统根据数据传输、短信传输、视频监控、环境预测和报警五个模块的设计与实现。利用Zigbee技术的无线传输的特点，结合视频监控等技术，实现对博物馆内检测到的各类环境数据以空间形式进行存储，并及时得到和管理监测点信息，以短信方式将环境监测信息报告给工作人员，并全天不间断视频监控现场。整个室内环境监测系统能够从各个方位和角度进行监测和控制监测点，提高了对博物馆室内环境监测能力。 关键词：无线传感器网络；博物馆室内环境；Zigbee技术 目录 第一章 绪论 6 1.1 课题研究的目的和意义 6 1.2 国内外研究发展状况 7 1.2.1 国内研究现状 7 1.2.2 国外研究现状 7 1.3 论文研究的内容 8 第二章 博物馆室内环境监测系统方案设计 9 2.1 系统需求分析与功能定义 9 2.2 系统结构设计 9 2.2.1系统结构框图 9 2.2.2设计指标和要求 11 2.3 系统硬件设计 13 2.3.1 Zigbee无线芯片选择 13 2.3.2 传感器节点设计 13 2.3.3汇聚节点设计 17 第三章 无线传感器网络构建 18 3.1无线传感器网络 18 3.2 通信协议的架构 20 3.2.1 拓扑结构的选择 20 3.2.2 Zigbee基本术语 21 3.3 zigbee网络地址分配机制 22 第四章 系统软件设计与实现 24 4.1 系统软件设计 24 4.1.1 控制器软件设计 24 4.1.2 数据中心底层软件设计 25 4.1.3 数据中心上层软件设计 26 4.2 系统的网络组建 28 4.2.1 协调器组网过程 28 4.2.2 环境参数采集终端入网过程 29 第五章 总结与展望 32 参考文献 34 谢 辞 35 |
