基于ZigBee和LabVIEW的多点无线温湿度采集系统设计

基于ZigBee和LabVIEW的多点无线温湿度采集系统设计作者：马巧娟，郑萍，王晓光，王玉飞作者单位：西华大学,成都,610039刊名：中国仪器仪表英文刊名：CHINAINSTRUMENTATION年，卷(期)：2009，(4)引用次数：0次参考文献(7条)1.RentalaP.MusunuriR.GandhamS.SaxenaUSurveyonsensornetworks.[TechnicalReport,UTDCS-33-02,]20022.邴春秋.郑萍基于ZigBee的远程无线I/O模块设计及应用20083.ZigBeeAllianceZigBeespecification20054.周怡颋.凌志浩.吴勤勤ZigBee无线通信技术及其应用探讨[期刊论文]-自动化仪表2005(6)5.王水鱼.李宁.胡树燕基于LabVIEW实现PC机与单片机的串行通信2007(23)6.任丽丽.张志杰基于LABVIEW的串口数据采集系统[期刊论文]-微计算机信息2008(7)7.杨乐平.李海涛.肖相生LabVIEW程序设计与应用2002相似文献(10条)1.学位论文张芸薇基于ZigBee无线传感网数据采集的设计与实现2007无线传感器网络是当今国际备受关注的前沿热点领域，被评为未来高科技的三大产业之一。IEEE组织和ZigBee联盟提出的IEEE802.5.4/ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，十分适合担当组织无线传感器网络的重任，有着极其重要的研究价值。本文全面深入地对无线传感器网络以及IEEE802.15.4/ZigBee标准做了研究分析，重点对．ZigBee网络的组网进行剖析，从网络设备入网流程等关键点上突破，深入研究ZigBee技术的组网方式。并结合深圳金图旭昂有限公司的TSZ-CC2430ZigBee开发套件，以IEEE802.15.4/ZigBee协议为基础，设计实现了小型ZigBee星型网和簇树网。在此基础上，提出对该网络平台可扩展性的改进——采用可重用路由协议结构，并对重用路由结构接口作了部分实现。本文采用SHT1x温湿度数字传感器进行数据采集，在已组建的ZigBee星型网的基础上，从终端节点角度考虑网络的低功耗问题，提出了节点的低功耗软件设计，通过结合传感器数据采集和无线收发时的实际测量参数，提出了终端节点的寿命预测公式，并进行了实测验证。最后，在服务端实现了传感器采集数据的数据库管理系统。本文通过对ZigBee无线传感器网络数据采集系统的设计与实现，完成了小型ZigBee无线传感器网络的搭建、温湿度传感器数据的传输和传感器采集数据的管理，并对网络终端节点的寿命作出预测并进行了实际测量，得到了良好的结果。提出了在此网络上使用可重用的路由协议框架，为今后的网络扩展指出了方向。2.期刊论文金德新.郭宇.JINDe-xin.GUOYu应用于无线数据采集网络的ZigBee技术-鞍山师范学院学报2009,11(4)简单阐述了无线智能数据采集网络的发展过程,论述了zigBee技术的功能、特点及其在短程无线技术中显现的巨大潜力和优势.介绍了ZigBee模式数采节点的主要技术性能指标,分析了目前制约ZigBee技术发展的客观因素和解决思路,并且对这一技术的发展前景和将给人们生产生活带来的巨大变化进行了展望.3.学位论文杨朋伟基于Zigbee的低功耗数据采集系统设计2009Zigbee无线传感器网络技术是一种全新的短距离无线通信技术，广泛应用于智能控制、无线监控及环境监测等领域。目前，对于Zigbee无线传感器网络技术的应用还存在诸多问题，本文重点对无线传感器网络时间同步算法、低功耗系统设计开展深入研究。1．对Zigbee无线传感器网络时间同步算法进行了全面分析研究，从降低同步开销和关键路径长度的角度出发，提出了两种应用于不同环境下的时间同步算法。1）当网络规模较小时，采用二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法，该算法通过构造二层拓扑结构和时延估计的方法实现了ms级的时间同步精度．降低了时间同步开销；2）当网络规模较大时，采用多跳传感器网络时间同步算法，该算法通过构造较优拓扑结构和累计时延估计的办法降低了时间同步开销及关键路径长度。2．通过对Zigbee协议栈的研究及分析，从低功耗设计的角度出发，完成了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统设计。主要内容包括如下几个方面：1）完成了Zigbee无线网络节点的电路设计及相关应用电路设计，在此基础上，应用IAR7．20H开发平台完成了Zigbee无线网络节点的功能软件设计。2）使用TI公司的CC2430芯片完成了Zigbee节点点对点无线通信的设计及Zigbee简单网络节点通信设计。3）完成了多路传感器数据采集接口的设计及Zigbee无线网络监控管理软件设计。4）研究了无线网络节点功能软件的低功耗设计方法。5）搭建了Zigbee低功耗无线数据采集及传输系统，对其进行了调试和实验，结果表明该系统在70m范围内工作稳定，误码率较低，时间同步精度较高，能够满足工业环境下的参数远程监控。4.学位论文李彬基于ZIGBEE和实时数据库技术的无线数据采集系统研究2009无线传感器网络的诞生解决了对布线困难的区域、人员不能到达的区域进行数据采集的问题，同时也简化了有线网络所带来的规划布线、预设接口、线路检测、线路扩容等一系列和传输途径有关的繁琐工作。目前无线传感器网络市场几乎被国外厂商占领，这严重阻碍了我国无线数据采集系统的发展。目前ZigBee作为一项新兴的无线通信技术将其与实时数据库相结合，将对无线实时数据采集系统起到很大的推动作用，同时无线实时数据采集系统的发展对提高企业的运行效率、提高企业的竞争力、降低运营成本也有十分重要的作用。课题的目的是设计出一套能够实现基本应用的无线实时数据采集系统，以验证ZigBee技术与实时数据库技术相结合的可行性，为今后的研究打下基础。该系统的特点是设计简单、实时性强、系统稳定。其功能包括数据采集节点对模拟信号的采集、ZigBee无线网络对数据的无线传输、实时数据库对数据进行管理，管理的功能包括实时数据显示、数据曲线绘制、数据报警及数据存储等。监控人员可以根据上位机上监控系统所显示的数据报表、曲线图以及报警状态对被测对象进行相应的、及时有效的处理。课题以ZigBee芯片CC2430作为无线网络的核心，调整整个无线网络的的正常运行；以实时数据库作为上位机的核心，负责整个数据采集系统的数据实时存储、上位机和无线网络的数据交互；通过组态软件实现无线传感器网络与实时数据库的连接并产生友好的人机界面，方便管理人员管理数据、及时了解数据采集现场的情况。本文所做的主要工作：1、在研究IEEE802.15.4/ZigBee协议的基础上，构建了ZigBee无线星型通信网络，实现了ZigBee星型网的基本应用。2、完成了ZigBee网络节点的硬件设计，包括节点硬件原理图设计、硬件节点抗干扰措施、节点硬件PCB电路板制作以及硬件电路的调试。3、完成了网络各节点通信的软件设计，主要包括终端节点数据采集程序的编写和各节点相互通信的软件设计，实现了终端节点对环境温度的采集以及星型网络各节点之间的通信。4、通过组态软件完成了无线传感器网络与实时数据库系统的连接，实现了实时数据库系统对数据的管理，如实时数据显示、数据曲线绘制、数据报警及数据存储等。经多次试验，系统的实时性、数据传输的正确性以及系统的稳定性得到了验证。5.期刊论文李劲.程绍艳.李佳林.金德新.LIJin.CHENGShao-yan.LIJia-lin.JINDe-xin基于ZigBee技术的无线数据采集网络-测控技术2007,26(8)结合产品研发成功的实践,简单阐述了ZigBee技术及其无线智能数据采集网络的发展、现状及前景.6.期刊论文霍绍达.李斌.赵忠禹.李军杰.屈巍ZigBee模块的运动数据采集与传输设计-单片机与嵌入式系统应用2009(12)利用高精度三轴传感器ADIS16355进行数据采集,并利用ARM7进行整体系统的控制,对采集到的数据进行无线传输使得PC终端可以对整个系统进行控制.文中给出整体设计框图、原理图以及软件设计方案.系统的硬件设计分为:ARM控制的数据采集部分、ZigBee模块的数据传输部分以及系统采集数据的存储部分.软件方面分为3个部分:数据的采集、存储、传输.7.学位论文尹盼基于ZigBee技术的矿井综合监测系统设计与网络节点开发2009近年来，国内外很多矿山企业开始了数字矿山的建设，很多成熟的工业监测技术已运用到矿山企业生产中，对保障矿山安全生产发挥了重要作用。但现有的大多数监测系统彼此孤立、自成体系，传感器接入不灵活，数据采集的范围窄，同时由于缺乏综合通信平台，矿井各生产环节联动性差，效率低。本文针对国内外矿井综合监测系统现状，分析了矿井综合监测系统的需求，提出了一种基于ZigBee技术的矿井综合监测系统方案，文中详细叙述了该系统的整体架构和体系结构，分析了系统中数据采集网络的拓扑结构和工作原理，并结合高速光纤以太网构建了矿井综合通信平台，为矿山其它子系统提供了数据传输的链路。文中重点研究了数据采集网络中节点的原理和设计方法，设计了数据采集终端和网关的软硬件。在硬件设计过程中，重点分析了高频电路阻抗匹配的重要性，借助史密斯圆图完成了无线模块的阻抗匹配，同时给出了节点控制主板、传感器、以太网等模块的硬件方案和设计要点。研究了ZigBee协议的路由算法，针对节点的低功耗需求对其进行了改进，并在节点上完成了协议栈的移植。同时编写了无线芯片、温湿度传感器的驱动程序，最后在网关上移植了TCP/IP协议，并基于该协议制定了一套上层通讯协议和数据组帧方式。在文章的最后，对所开发的节点进行了组网演示，同时对数据采集终端进行了功耗测试和分析，结果表明，节点组网灵活，功耗低，适合矿井应用，整个方案对研发新型的矿井监控系统具有很好的参考价值。8.期刊论文彭燕.何东健.PengYan.HeDongjian基于Zigbee技术的果园生态环境监测系统-农机化研究2009,31(4)针对我国水果生产管理水平较低、尚无科学的方法实时监测果园生产环境和果树生长状况的现状,提出了一套无线实时监测果园生态环境的方案.该方案基于无线通信协议Zigbee技术,采用Microchip公司的Zigbee协议栈和开发平台,构建了星型无线传感器网络.以温度数据采集为例,介绍了无线传感器数据采集单元;研究分析了Zigbee协议栈网络的形成过程及数据采集发送程序,该程序完成温度数据采集,并无线发送.测试证明,该方案实现环境参数无线采集,为果园环境监测提供了有效的解决方案.9.期刊论文杨维国.殳国华基于ZigBee模块JN5139无线数据采集系统的设计与实现-电气自动化2010,32(1)介绍了无线网络的基本概念,技术特点以及应用领域.简单描绘了一种基于ZigBee技术的无线网络协议标准,分析了ZigBee无线网络的协议结构,拓扑分类.重点介绍了基于ZigBee模块JN5139的无线数据采集系统的硬件电路与软件系统程序的设计过程,并详细的分析了软件系统的模块划分及其功能.10.学位论文杨荣康基于Zigbee无线传感器网络在车辆检测中的应用研究2006随着检测技术以及网络技术的日益发展，智能交通技术也随之有了更多的实现目标手段。车辆信息作为智能交通系统中的基础信息，对交通策略的制定，汽车的安全驾驶，交通信息的获取，以及特种车辆的安全性、可靠性检查等基础数据源的提供起到了举足轻重的作用。近年来，为了取得更加全面和精确的车辆宏观以及微观信息，大量的新技术和新成果都被应用于车辆信息采集系统的应用研究。但是，信息采集系统的构建依然存在问题，实际使用方面也没有达到人们的预期。本文在研究了传感器技术，网络技术，无线局域网技术的基础上，探索了无线传感器局域网在交通数据采集方面的应用可能和优势，并在研究无线局域网络的基础上，提出了使用IEEE802.15