1、 基于WSN的室内环境监控系统目录 市场调研市场调研 产品设计方案产品设计方案可行性分析可行性分析系统整体概述系统整体概述 经费预算经费预算项目任务分工项目任务分工市场调研 由于社会的发展和需求，人们的生活方式和工作习惯的改变，由于社会的发展和需求，人们的生活方式和工作习惯的改变，对家庭任务的工作日求简化，人们对现代居家方式的理念产生对家庭任务的工作日求简化，人们对现代居家方式的理念产生了重大的变化，人们想要一种安全、方便、舒适、高效和快捷了重大的变化，人们想要一种安全、方便、舒适、高效和快捷的生活环境，由此生产一套室内监测及控制系统对于人们的日的生活环境，由此生产一套室内监测及控制系统对于人
2、们的日常生活来说显得及其重要，自然有着广阔的发展前景。常生活来说显得及其重要，自然有着广阔的发展前景。市场调研 虽然目前我国在智能家居系统得到了一定程度的发展，但总体上还是没有完全成熟，在这片领域还有着很大的空白。现在的监控系统还远远没能够完全满足人们的要求，这与人们对该服务日益提升的需求存在着明显的矛盾。是故研究一套安全、文定、便宜的室内环境监控系统有着极大的意义和市场需求。产品设计方案 本监控系统将设计出一套基于ZigBee的无线传感器网络室内环境监控系统，主要由三部分对家庭室内环境进行检测及控制室内监控系统底层Zigbee中间层网关上位机界面上位机主要是接收上传的数据数据，处理然后数据分
3、析处理，方便人们实时查询，同时可下发指令进行相应控制设计设计方案方案网关负责将底层采集到的数据打包，通过sim900模块与Internet网连接，将数据发送至上位机底层是对家庭室内环境数据进行采集，利底层是对家庭室内环境数据进行采集，利用基于用基于ZigBeeZigBee通信协议的无线传感器网络通信协议的无线传感器网络技术进行数据传输技术进行数据传输产品可行性分析底层：本系统的传感器节点模块采用ZigBee技术，其凭借低成本、低功耗、组网方便等诸多优势在无线传感器网络中逐渐脱颖而出。ZigBee技术具备的强大的网络功能,它支持目前三种主要的自组织无线网络类型,且具有很强的鲁棒性和系统可靠性,加
4、上其丢包率小于0.1%，大大保证了信息传输的精准可靠性。使得ZigBee网络更加高效、灵活地被应用。8网关：网关摒弃了传统连线以太网的构造，各网关节点组成了中层GPRS网络。采用了Sim900和GPRS技术，提高了资源利用率和传输效率，大大降低数据传输时间，实现了快捷方便网络服务的随时随地的效果。有效地解决了底层无线传感器网络与中层GPRS网络的协调、通信问题。上位机：远程服务器从各网关节点接收信息，完成数据解析、处理、存储、查询、统计、图表绘制等其他信息系统集成整合的功能。一方面使用QTcreator设计图形界面，可在电脑上方便进行数据的显示；同时可使用android编写手机APP，用户也可
5、通过手机实时查询数据观察室内变化情况，及时进行检测控制。本室内监控系统主要从以下几个方面开展研究工作：（1）无线传感器体系；（2）数据采集，处理模块；（3）无线传输模块；（4）串口通信技术；（5）显示模块；（6）下行控制模块。系统整体概述系统整体概述系统主要框架如下图所示系统主要框架如下图所示图图1 1 室内监控系统整体框图室内监控系统整体框图室内温度监控部分室内温度监控部分 采用采用ZigBeeZigBee技术对家庭室内空调进行智能化控制，通技术对家庭室内空调进行智能化控制，通过过SHT10SHT10或或DHT11DHT11温湿度传感器采集监测室内温度情况，当温湿度传感器采集监测室内温度情况
6、，当监测到温度过高或者过低时，可实现自动控制打开空调调监测到温度过高或者过低时，可实现自动控制打开空调调节温度，也可选择通过上位机手动控制。当我们下班回家节温度，也可选择通过上位机手动控制。当我们下班回家时我们可以手机发送指令代码传到次监控系统通过空调控时我们可以手机发送指令代码传到次监控系统通过空调控制器让空调自行启动，当回到家时家里就已达到自己需要制器让空调自行启动，当回到家时家里就已达到自己需要的温度等要求的温度等要求日光灯监控部分日光灯监控部分 光照传感器采集光强信息，当天黑时自动打开日光灯，光照传感器采集光强信息，当天黑时自动打开日光灯，睡觉时可通过上位机关闭日光灯睡觉时可通过上位机
7、关闭日光灯图图1 1 空调和日光灯的监制空调和日光灯的监制室内气体监控部分室内气体监控部分 此模块对家庭进行此模块对家庭进行CO2CO2、和、和PM2.5PM2.5煤气等常见有害气体煤气等常见有害气体的检测，当检测的数据发生异常时，进行警报响应，首先的检测，当检测的数据发生异常时，进行警报响应，首先将煤气源、电源关闭，并通过其中的报警系统报警，同时将煤气源、电源关闭，并通过其中的报警系统报警，同时将警报信号以短信方式发给主人将警报信号以短信方式发给主人,同时可启动排风系统换气。同时可启动排风系统换气。如图如图3 3所示：所示：图图3 3 室内气体监测室内气体监测经费预算经费预算 底层方面：光照
8、传感器底层方面：光照传感器GY-30GY-30模块：模块：8 8元；元；温湿度温湿度DHT11DHT11模块：模块：6 6元；元；MQ135 MQ135传感器：传感器：9 9元；元；PM2.5 PM2.5传感器模块：传感器模块：3030元；元；节点底板节点底板+核心板核心板:120:120；网关方面：网关方面：sim300+GPRS sim300+GPRS模块：模块：100100左右；左右；上位机方面：上位机方面：0 0元元 其余硬件设施：其余硬件设施：5050元；元；总经费预测：总经费预测：300+300+。项目进程计划项目进程计划本项目大致分四个阶段完成，如下所示：本项目大致分四个阶段完成
9、，如下所示：第一阶段：在选定项目后，我们组协商规定每个组员第一阶段：在选定项目后，我们组协商规定每个组员在每个星期日晚上将进行探讨，并且将该计划随着项目的在每个星期日晚上将进行探讨，并且将该计划随着项目的进程不断改进，一直沿用到项目结束。进程不断改进，一直沿用到项目结束。第二阶段：我们积极的从网上查询文献，向图书馆借来第二阶段：我们积极的从网上查询文献，向图书馆借来书籍，力求对该监控系统有了更深的认识。书籍，力求对该监控系统有了更深的认识。项目进程计划项目进程计划 第三阶段：经过两个阶段的理论学习后，我们将会对第三阶段：经过两个阶段的理论学习后，我们将会对该项目进行了切割分块，根据我们每一个组员学习方面的该项目进行了切割分块，根据我们每一个组员学习方面的不同，让他们负责自己擅长的模块，并每一星期日晚上再不同，让他们负责自己擅长的模块，并每一星期日晚上再我们规定的小组会议上讲解自己这段时间以来的进度和状我们规定的小组会议上讲解自己这段时间以来的进度和状况。况。第四阶段：在这一阶段，我们主要制板，焊接电路，第四阶段：在这一阶段，我们主要制板，焊接电路，相关程序的编写，软硬件检测并反复调试。相关程序的编写，软硬件检测并反复调试。第五阶段：设计外围的封装，实地试验等。第五阶段：设计外围的封装，实地试验等。
