基于zigbee的数据采集智能小车.doc

电子作品设计报告项目名称:基于zigbee的无线数据采集智能小车学院：电气与电子信息工程学院组别：创意组组长：刘华南组员：黄祖宁朱贤浩作品内容简介当今远程无线遥控远程数据采集系统体现的优越性越来越得到各个领域的认可和广泛运用。为解决固定数据采集系统具有的不足之处的问题我们设计出一款基于物联网的数据采集智能小车系统。本作品具有准确监测数据采集车所处环境中的光照强度、环境温度和湿度的功能能实时显示环境参数并且通过zigbee无线通信模块将采集到的数据发送至用户手中通过LCD显示同时将数据发送至用户PC机上通过数据显示界面实时显示。我们将采集到的数据存储于数据库中便于对历史数据的查询采集的数据与我们设定的安全值进行比较具有报警功能。我们设计的系统具有低功耗安全环保方便快捷准确实时的特点。该系统具有结构简单性能稳定、安全造价低廉易于安装使用市场推广性强等特点。关键字：物联网无线遥控zigbeePC机LCD显示安全稳定低功耗1研制背景及意义目前我们的生活越来越追求智能化全球的经济发展模式也从高速发展转变为绿色发展追求环境友好型。国际社会对绿色环保节能高效给予了高度重视提倡智能化绿色节能安全高效的开发理念。随着我国经济的发展国家对能源的重视和与国际经济模式接轨我国也从又快又好的经济发展模式逐步向又好又快的方向发展。我国是农业大国是工业制造大国在生产过程中有很多的流水线为保证安全生产我们要了解流水线上的环境参数这样的工作量是很庞大的如果只是靠人力那是会造成人力物力财力的大量消耗。为此我们设计出基于物联网的数据采集智能小车系统可以实现远程数据采集数据发送减少了大量的工作人员的投入。我们的系统可以检测智能小车周围的环境参数通过zigbee无线通信技术将数据发送至用户手中同时可以将采集的数据发送至用户的PC机上通过VB制作的显示界面将数据显示并将数据存储于数据库中可以通过设定安全值进行报警设置。根据设计要求我们的系统有以下十个模块组成：电源模块微控制器模块zigbee无线通信模块遥控模块LCD数据显示模块小车模块PC机显示模块串口通信模块光照强度检测模块和温湿度采集模块。我们的系统设计图如图1所示：图1系统图2.1电源并稳压模块电源模块作为电路正常工作的基础我们的系统需要有5V的稳定电压给单片机温湿度传感器模块和光强传感器模块供电3.3V的电压给无线发送zigbee供电。5V稳压模块如图2所示：图25V稳压电路我们选用LM7805实现5V稳压电路设计输出5V直流电为单片机和传感器供电。3.3V稳压模块如图3所示：图33.3V稳压电路无线通信模块zigbee需要3.3V的电压进行供电使用LM317实现5V转3.3V电路。2.2温湿度数据采集模块和光强检测模块在温湿度数据实时采集的硬件设计中采用DHT11型专用数字温湿度传感器。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。在光强检测模块中我们采用BH1750光强传感器该传感器直接输出数字信号就数据处理简单与我们的单片机只有2个接口采集光强速度快红外影响小光强测试范围在1-65535勒克斯之间测量范围满足我们的正常环境的测试要求。系统中使用了一个温湿度传感器和光强传感器节点根据实际需求可以方便的增加传感器节点。在数据处理中我们把采集到的数据送往单片机中处理。我们选用STC89S52单片机实现数据的高速处理。图4DHT11温湿传感器模块图5基于BH1750的GY-30光强传感器模块2.3zigbee通信和串口通信模块我们的系统采用无线传输模块进行数据传输减少了通信电缆的使用节约了开发成本。系统中使用基于CC2530的zigbee无线通信模块进行数据远距离传输其数据传输过程由单片机控制。zigbee无线通信模块的硬件连接图如图6所示。图6zigbee模块与单片机的连接我们的数据通过串口通信显示在PC机数据显示界面上因此我们采用MAX232实现电平转换其电路设计图如图7所示：图7串口通信电路2.4数据显示界面我们将采集到的数据通过PC机显示同时把数据存储于数据库中便于查看。我们的显示界面如图8所示：图8数据显示界面3测试结果及性能分析3.1性能分析功耗（1）本系统使用的控制芯片是STC89S52其正常工作时功耗只有50mW左右有效节约能源。（2）本系统使用的无线发射接收芯片是CC2530其正常工作电压为3.3V。（3）本系统使用的温湿度传感器是DHT11其供电电压为3.3-5V具有极低的功耗.（4）本系统的使用1