ZigBee的倉庫監(jiān)控體系設(shè)計

　　本文提出了一種基于ZigBee技術(shù)的倉庫管理監(jiān)控系統(tǒng)來為布線困難、維護(hù)不易的領(lǐng)域解決了數(shù)據(jù)采集、傳輸和監(jiān)控的難題。那么，ZigBee的倉庫監(jiān)控體系如何構(gòu)建呢？

　　1總體設(shè)計

　　整個倉庫管理系統(tǒng)由3個部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)顯示。

　　數(shù)據(jù)采集模塊由傳感器和CC2530節(jié)點兩部分構(gòu)成：傳感器感知外界信號;CC2530節(jié)點對傳感器采集的信號進(jìn)行處理，使之成為數(shù)字量。

　　數(shù)據(jù)傳輸模塊為路由節(jié)點，它在網(wǎng)絡(luò)中僅起數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和擴(kuò)大傳輸距離的作用，并且路由節(jié)點通過路由將CC2530節(jié)點采集并處理的數(shù)據(jù)無線傳遞給協(xié)調(diào)器。

　　協(xié)調(diào)器通過串口將數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)，并且將數(shù)據(jù)保存在后臺數(shù)據(jù)庫中。

　　這些數(shù)據(jù)在PC機(jī)上可以實時顯示，用戶也可以通過訪問數(shù)據(jù)庫查詢傳感器的相關(guān)信息。

　　2硬件設(shè)計

　　系統(tǒng)硬件由三個部分構(gòu)成：ZigBee終端節(jié)點、ZigBee路由節(jié)點和ZigBee協(xié)調(diào)器。

　　2.1ZigBee終端節(jié)點ZigBee終端節(jié)點由CC2530核心板[3]、外圍電路和傳感器三個部分組成。

　　CC2530核心板是由業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型51單片機(jī)[4]和RF無線射頻模塊組成，系統(tǒng)內(nèi)可編程的256KB閃存，8KBRAM和許多其他強(qiáng)大的功能。

　　CC2530具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適用低功耗要求的系統(tǒng)。

　　核心板原理圖如圖2所示。

　　本系統(tǒng)運(yùn)用到了5種傳感器，分別是煙霧傳感器、紅外傳感器、溫濕度傳感器、超聲傳感器和光敏傳感器。

　　因各種傳感器的插槽結(jié)構(gòu)都相同，僅對應(yīng)的數(shù)據(jù)口不同，故以溫濕傳感器為例說明硬件結(jié)構(gòu)，其他傳感器在此不做贅述。

　　所用的DHT11數(shù)字溫濕度傳感器[5]是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。

　　它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。

　　傳感器包含一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機(jī)連接。

　　此傳感器有3個有效引腳：VDD、DATA(接P1.2口)、GND。

　　2.2ZigBee路由節(jié)點ZigBee路由節(jié)點僅僅作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中轉(zhuǎn)站，尋找最佳路由，提高數(shù)據(jù)傳輸距離，故其硬件原理圖與ZigBee終端節(jié)點大致相同，只是缺少傳感器連接設(shè)計。

　　2.3ZigBee協(xié)調(diào)器ZigBee終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)經(jīng)路由器節(jié)點無線發(fā)送給協(xié)調(diào)器，為了形象地看到數(shù)據(jù)信息，在協(xié)調(diào)器上加了LCD12864液晶屏，這樣便于查看，其他硬件部分與ZigBee路由節(jié)點大致相同。

　　LCD12964液晶屏原理圖如圖4所示。

　　3軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件主要包括數(shù)據(jù)采集與傳輸程序、協(xié)調(diào)器控制程序和上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示程序。

　　3.1數(shù)據(jù)采集與傳輸程序數(shù)據(jù)采集程序主要采集倉庫內(nèi)的溫濕度和光照情況。

　　當(dāng)有盜賊時，就會觸發(fā)紅外傳感器報警，并且啟動超聲波傳感器測量盜賊的距離情況;當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，煙霧傳感器就會啟動，蜂鳴器報警。

　　3.2協(xié)調(diào)器控制程序協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)把節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)通過串口傳給上位機(jī)進(jìn)行處理和顯示，并且，上位機(jī)也通過串口向協(xié)調(diào)器發(fā)送控制指令，協(xié)調(diào)器將指令處理后發(fā)送給終端節(jié)點，終端節(jié)點進(jìn)行相應(yīng)操作。

　　3.3上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示程序上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示程序包括數(shù)據(jù)處理和信息查詢兩部分。

　　數(shù)據(jù)處理模塊基于VB6.0[6]實現(xiàn)，主要包括串口通信與數(shù)據(jù)處理和顯示。

　　使用MSComm控件來實現(xiàn)串口通信，使之非常方便地連接協(xié)調(diào)器設(shè)備和對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

　　終端節(jié)點將相應(yīng)信息無線發(fā)給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過串口傳給VB上位機(jī)軟件，在VB中對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)信息顯示在VB界面上。

　　VB界面上顯示紅外傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器、光敏傳感器、超聲波傳感器的數(shù)據(jù)信息。

　　傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)經(jīng)VB處理顯示后，同步存到后臺SQLServer[7]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，以便用戶進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢和調(diào)用。

　　數(shù)據(jù)庫有對應(yīng)5個傳感器節(jié)點的5張表，以溫濕度傳感器為例，表內(nèi)字段包括ID(傳感器ID號)，Time(采集時間)，Temperature(溫度值),Humidity(濕度值)。

　　除了通過VB上位機(jī)實時監(jiān)控傳感器狀態(tài)外，還可以通過網(wǎng)頁形式在局域網(wǎng)任何地方查看傳感器狀態(tài)。

　　網(wǎng)頁語言使用ASP.net[8]實現(xiàn)，主要實現(xiàn)過程是讀取SQLServer數(shù)據(jù)庫中表的字段值，然后發(fā)布到IIS服務(wù)器，這樣使得用戶在局域網(wǎng)中的任何位置都能通過網(wǎng)頁形式訪問數(shù)據(jù)庫，查看傳感器節(jié)點狀態(tài)信息。

　　4結(jié)語

　　本文提出了一種基于ZigBee技術(shù)的倉庫管理監(jiān)控系統(tǒng)來為布線困難、維護(hù)不易的領(lǐng)域解決了數(shù)據(jù)采集、傳輸和監(jiān)控的難題。

　　在遠(yuǎn)程端可以通過上位機(jī)軟件監(jiān)控現(xiàn)場內(nèi)的各種物理信息，無需人為干預(yù)，起到防火、防盜的作用，并且加入CO傳感器、酒精傳感器等各種傳感器后，能布置到充滿有毒、有害氣體的領(lǐng)域。

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