楼宇无线监控系统的研究

论文摘要

随着计算机技术、控制技术和通信技术的发展,人们对生活环境的安全性、舒适性和方便性的要求也日益增长,楼宇无线监控应运而生。它利用系统集成的方法,将智能计算机和通信技术等有机结合,通过对环境的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其建筑的优化组合,以获得最佳的监控方案。通过对现有的智能楼宇监控系统的研究,针对楼宇环境的几个主要因素：温度、湿度和光度,选取相应的传感器,温湿度传感器SHT11和光感TSL2550作为端点。本设计对现有的短距离无线通信技术作了一个详细的比较,最后选用具有市场潜力的、新生的ZigBee无线通信技术。通信模块选用Jennic公司的JN5121系列模块,选择网状型网络结构,利用其自身的微控制器,在Jennic提供的开发环境Code::Block中为相应的节点编制相应的程序,建立起一个无线监控网络,网络中的协调器收集到各个节点的实时信息,通过串口传输到监控室的监控界面,对于非正常的数据信息发出报警信号。系统综合运用了硬件电路设计、通讯协议机制、串口和VisualC++等方面的知识,是一个综合的处理过程。利用本系统,监控人员可以在监控室里观测到大楼内各个地点的实时情况,对楼内出现的非正常情况和安全隐患做到及时了解和处理,保证大楼的正常运作。此系统所测参数有限,用户可根据自己实际需要增加端点,监控更多参量,为以后的系统升级提供了良好的平台。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 楼宇监控系统的国内外研究状况
• 1.1.1 国外智能楼宇监控系统的发展概况
• 1.1.2 国内智能楼宇监控系统的发展概况
• 1.2 短距离无线通信技术在楼宇监控系统中的应用
• 1.3 本课题的设计思想
• 2 系统方案与设计
• 2.1 楼宇无线监控系统的构成
• 2.2 系统的设计
• 2.2.1 几种常用的短距离无线通信技术的比较
• 2.2.2 系统的总设计方案
• 3 ZigBee无线通信技术
• 3.1 ZigBee网络的介绍
• 3.1.1 工作特性
• 3.1.2 技术优点
• 3.1.3 ZigBee的应用领域
• 3.2 ZigBee的体系结构和相关概念
• 3.2.1 ZigBee体系结构综述
• 3.2.2 网络层
• 3.2.3 应用层
• 3.2.4 应用配置
• 3.2.5 详细体系结构
• 3.3 Jennic ZigBee协议站软件
• 4 ZigBee无线通信模块JN5121-M00-M01
• 4.1 模块结构
• 4.2 JN5121IEEE802.15.4/ZigBee无线微控制器
• 4.2.1 引脚配置说明
• 4.2.2 CPU
• 4.2.3 存储器结构
• 4.2.4 系统时钟
• 4.2.5 复位
• 4.2.6 中断系统
• 4.2.7 无线收发器
• 4.2.8 外围接口
• 5 系统硬件电路
• 5.1 温湿度传感器SHT11模块
• 5.1.1 SHT11模块结构
• 5.1.2 接口规则
• 5.2 光度传感器TSL2550模块
• 5.2.1 TSL2550模块结构
• 5.2.2 模数转换器
• 5.2.3 数字接口
• 5.2.4 指令寄存器
• 5.3 系统硬件电路
• 5.3.1 电源电路
• 5.3.2 JN5121-M00-M01模块电路
• 5.3.3 测温湿度和光度电路
• 5.3.4 RS232电平转换电路
• 6 系统软件
• 6.1 系统软件的开发平台
• 6.2 一般的ZigBee应用程序
• 6.2.1 初始化函数
• 6.2.2 主应用程序函数
• 6.3 系统的软件框图
• 6.4 监控界面
• 6.4.1 MSComm控件介绍
• 6.4.2 监控界面设计
• 7 结论和展望
• 8 参考文献
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 10 致谢
• 11 附录
• 附录1 各节点硬件电路图
• 附录2 读取和发送数据
• 附录3 Coordinator接收数据并通过串口发送给PC部分程序
• 附录4 串口的初始化和打开程序