基于CC2530的环境监测系统的设计与实现

针对传统环境监测系统布线复杂、功耗高、设备维护不便等问题,设计一个以CC2530芯片为核心的ZigBee无线环境监测系统;该系统以CC2530为主控芯片,基于ZigBee协议栈构建无线网络实现协调器节点和现场终端节点之间数据的收发,利用串口通信技术实现协调器节点和PC机之间的通信;从系统的整体设计方案、系统的硬件设计、系统的软件设计和系统的性能测试4个方面对系统进行简单介绍;经实验证明,该系统性能稳定、实时性强、功耗低、可扩展性强,可广泛应用于对环境参数要求比较高的场合。     

基于CC2530的重症监护病房环境实时监测系统设计

为了实时监测ICU(intensive care unit)病房环境中湿度、温度及CO₂浓度等环境信息,设计了基于CC2530的重症监护病房环境实时监测系统,系统由重症监护病房环境感知节点、网关节点、监控终端等几个部分构成;以CC2530为主处理器完成对感知节点的软、硬件设计,根据重症监护病房湿度、温度及CO₂浓度等环境信号的特点,设计各传感器模块的驱动电路;在Z-STACK协议栈的基础上,设计感知节点软件,实现数据的转发;经测试,网关节点的收包率在80%以上,预警信号产生时间小于3 s,监控终端数据刷新能力强,该系统具有精确度高、实时性强、预警及时等特点。     

基于PLC与ZigBee的室内环境监控系统设计

环境监测点位具有分布范围广、点位多等特点,建立一套基于无线传感网络的环境实时监控系统,实现对区域内环境要素的在线监控,对及时掌握环境状况及有效控制环境污染的扩散有着直接而重要的作用;以CC2530芯片为核心构建ZigBee无线传感网络,并通过主控制器PLC将采集的数据进行分析与处理;利用主协调器及PLC将接收的监测数据传至上位机进行实时显示,由监控平台,结合红外收发器完成对外部设备的远程控制;上位机采用Wincc组态软件,结合西门子精智面板提供优异的人机交互界面体验;通过实验测试表明,该系统可实现大范围的室内环境参数的采集和传输以及远距离监控功能,且具有安装方便、扩展性强等特点,适用于需进行统一管理的智能楼宇建筑。     

基于ZigBee的温室环境无线测控系统

为了实现温室大棚环境的无线、远程实时监控,提出了一种以CC2430芯片为核心的ZigBee温室环境无线测控系统。描述了终端节点、路由节点和协调器节点的硬件组成和软件流程,并应用改进的Cluster-Tree路由算法组成ZigBee无线传感网络,实现数据的无线传输。利用串口通信技术实现无线传感网络与Yeelink物联网平台的通信,管理者可远程登陆Yeelink平台和手机APP查看温室环境信息以及控制节点状态。经实验测试,大棚内无线节点间的通信距离约80米,并且实现了光强、空气温湿度及土壤湿度的监控。测试表明系统构建简单,稳定可靠,为智能农业的设计提供了参考。     

某型瞄准线稳定测试系统RS232串行通信的研究

某型瞄准线稳定测试系统是用于测试和检验班组武器系统、轻型低空反导转管机枪等武器系统中的光电跟踪子系统瞄准线独立性能的专用设备;介绍利用LabWindows/CVI实现上位机与下位机之间的通信,设计了瞄准线稳定测试系统,分析了下位机需要实时检测的物理量信息;为了提高系统的可视性和实现对下位机的控制,通过RS232串行通信技术向上位机传输数据;对上位机利用LabWindows/CVI的控件实现数据采集,数据显示和存储进行了研究;实验结果表明,基于LabWindows/CVI的RS232串行通信的上位机数据采集与显示系统具有可视性强、操作简单等特性。     

放射性污染物粘膜铺设车控制系统设计

放射性污染物粘膜铺设车是核事故应急的一种主要装备。为解决放射性污染物粘膜铺设车多工位实时操控需要,设计了由主控屏、辅控屏和手持终端三种控制终端共同组成上位机的控制系统。该系统以主控屏作为交互中心,通过标准RS232接口与下位机通信;辅控屏和手持终端作为主控屏外设,分别通过CET-5E网线和蓝牙将数据实时传输至主控屏,实现不同工位下的可靠操控。下位机主控制器以ARM7作为主处理器,采用Modbus通信协议与上位机通信,便于系统后续拓展开发。实验表明,该多终端操控系统不受辐射环境干扰,通信稳定,操作便捷,实时性高,符合粘膜铺设车作业工况要求。这种通过主屏地址映射实现多终端控制的方式,有利于降低主控制器仲裁压力、减少数据冗余、提高系统时效,适合在各种特种车辆的控制系统中推广应用。     

基于ZigBee的煤矿井下预警防爆监测系统设计

针对矿山井下的特殊环境,提出了一种基于ZigBee技术的煤矿井下预警防爆监测系统,实现煤矿井下环境信息和人员位置的实时监测,以减少事故发生率;井下系统采用CC2530+CC2401芯片作为ZigBee节点的核心,井下主控制器通过CAN总线实现与井上上位机的通信;上位机使用Labview软件实现程序编程,实时显示煤矿井下采集到的CH₄、CO、O₂浓度、温湿度和人员坐标等参数并进行Web发布;该系统结合了基于模糊逻辑算法的预警技术、基于物理隔离的防爆技术,同时提出了一种融合LQI的RSSI加权质心算法;实验证明该系统运行稳定可靠,提高了人员定位的精度,具有良好的应用前景。     

基于通用运动控制器的磁场点测台控制系统

磁场点测台是加速器领域测量磁铁和波荡器等磁元件的主要设备之一, 其需要在快速精确的控制系统支持下工作。中国工程物理研究院应用电子学研究所近期搭建了一套磁场点测台, 并基于通用运动控制器(UMAC), 设计开发了该磁场点测台的控制系统。系统采用了上位机工控机和下位机UMAC两级计算机控制的层级结构, 可以充分发挥其各自优势: 下位机UMAC可以快速、精确地控制电机动作, 因此下位机程序负责控制六轴运动平台以go-stop模式运动; 上位机工控机数据处理和存储能力强, 因此上位机人机交互界面负责收集、记录和显示磁场数据, 并负责设定磁场测量参数和监控运行状态。两级计算机动作的同时性通过触发信号来保证。     

基于STM32的汽车涂装线监控系统研究与实现

针对现有汽车电泳涂装线监控系统普遍存在信息采集不全面、分析处理时间长、共享程度低等问题,研究开发了基于STM32的涂装线设备状态监控系统。该系统采用高性能的STM32处理器,结合通用性好易开发的VC 6.0平台自主开发系统上位机软件,完成对设备数据的采集、处理分析及在线显示。首先,构建基于数据采集、中央处理、设备控制及通信的下位机硬件系统;然后,通过RS485总线技术实现各采集模块与中央处理模块的通讯,并通过串口及时将设备参数上传到上位机,实现涂装线设备的实时监控。     

水下通信中的异常声压监控网络系统设计

传统水下通信声压异常监控网络存在无法自主完成节点的投放和回收,存储监控盲区并且无法进行动态组网,不能对异常声压进行准确的监控等较大的缺陷;为此,设计并实现了一种新的水下异常声压监控系统,系统中的通信协议基于节点间的深度信息完成数据的转发,给出了系统中监控器、CC2430 处理器、终端节点以及协调器节点的硬件设计原理并给出了系统采集数据的软件流程;系统中实现了对链路层的AODV 路由协议进行改进,增强系统对异常声压的监控性能;测试结果说明,该系统获取的声压监测星座图明显优于传统系统,在不同的干扰类型下,发射信号使用PSK调制,载波中心频率是10 kHz,采样率是50 kHz,码率是2 000 bit/s;实验结果表明:该种系统具有较低异常声压信号监控误差率,可对异常声压信道的传输特性进行较好的校正和补偿,具有较强稳定性。     

Zigbee和单总线在冻结井壁无线测温系统的应用

针对煤矿冻结井壁施工过程中温度监测点数量多而分散,不易布线的特点,以ZigBee芯片CC2530为核心,采用两线制单总线测温技术,设计了适用于冻结井壁施工的无线测温系统。详细讨论了总体方案,无线通信网络,无线测温节点软硬件设计,给出了软件控制流程图。在实际冻结工程项目应用中,进行了现场测试。测试结果表明,测温节点待机时间满足井壁浇筑周期要求,温度数据能够通过无线的方式传送至地面监控中心,且具有较好的准确性和稳定性,与传统测温方法相比,施工更加方便。     

基于GPRS/SMS空气污染远程监控系统的设计与实现

为了实现空气质量指数的智能监测和管理,设计并实现了一种基于SnO2人工嗅觉探测的空气质量指数监测系统,系统通过空气质量指数现场网络监测节点采集、处理以及传递空气质量指数数据,采用ARM S3CA510B进行DTU数据传递,实现空气质量指数数据CO、SO2等的高效率、大批量的传递;使用汇聚节点模块通过GPRS网络将数据传递到监管终端,监管终端将管理命令通过GPRS网络反馈到汇聚监测节点,实现空气质量指数数据的远程监测;采用监测管理终端为管理人员提供不同的监测处理、控制处理以及空气质量指数监测相关数据检索和汇总分析等人机界面。对系统空气质量指数信息流的传递流程图进行了设计,给出了系统数据通过串口进行通信的代码以及系统监管终端使用套接字实现网络通信的核心源码。实验结果说明,与传统系统相比,所提系统可实时监测出空气中CO、SO2等污染气体的浓度,具有很高的实用性及有效性。     

基于机器鱼的内陆湖泊水质在线监测系统设计

仅依赖无线传感器网络在线实测是利用多跳式通信实现远程发送与存储数据丢包率高,实验阶段设计的二维结构仿真机器鱼巡游避障性能差,GPRS全天候数据采集与传送所需的流量费用高,针对以上这些问题,设计了一套可进行实测的机器鱼自动巡游避障、水质环境实时监测系统平台;该系统通过移动终端程序设计、利用三维采集路径跟踪算法及WSNs与Wifi热点技术对机器鱼群实现远程精准控制,按照设定深度、路径规划的采集点进行水温水位、PH值、溶解氧、电导率、浊度等常五类水质环境数据实时采集、处理、远程存储、显示、分析及预警,给出了系统的总体设计、机器鱼的结构与控制系统设计、终端节点与协调器的硬件系统及上下位机软件系统设计;利用这套系统对巢湖5个取样点实测,水温、溶解氧、PH值平均误差率分别为0.18%、0.5%及0.01%,远高于其他水质在线监测的精度要求,达到了预期成果;同时对水库及精细水产养殖业等水质在线监测与预警具有很高的推广价值。     

基于CC2530的无线温度传感器网络的设计

传统的有线温度测量由于线路复杂常存在造价昂贵、信噪比低等问题,为解决这些弊端,设计了一种基于 CC2530和 ZigBee 协议的无线温度传感器网络,硬件结构非常简单,更有利于狭小空间下的温度监测。该系统使用DS18B20数字温度传感器对环境进行温度测量;以射频芯片CC2530为核心,使用其标准的增强型8051 CPU对数据进行处理与控制;使用ZigBee协议建立无线通信网络,将测得的环境温度通过LCD显示。最后,通过实验测试证明该系统可以有效地测量不同地点的温度并无线组网,能够实现低功耗、高精度、远距离的无线传输。     

基于ZigBee与WiFi的无线智能照明系统设计

为了提高照明系统的使用效率,减少电能的浪费。设计了一种以TI公司的CC2530芯片与Ralink公司RT5350芯片为核心的,结合了ZigBee与WiFi技术的无线智能照明系统。该系统在控制终端与各照明节点之间构建混合型无线通信网络,并实现了将ZigBee网络与UPnP标准相结合。控制终端可实时监测各照明节点的状态,同时可发送控制命令到各终端节点。分析了系统的工作原理、硬件架构、软件设计。实验结果表明,该系统能够可靠的完成信息的采集与发送,误包率在50m 范围内可控制在4.0%以内,系统具有误包率低,稳定可靠,成本低等优点,实现了照明系统的网络化管理。     

基于ZigBee的煤矿井下甲烷浓度检测系统设计

针对传统煤矿井下甲烷浓度采用工业总线检测方法的不灵活和存在盲点等问题,本文提出了一种基于ZigBee的煤矿井下甲烷浓度检测系统。系统采用ZigBee协议栈构建无线传感器通讯网络,该网络的终端节点感知和采集矿井甲烷的浓度,并将浓度数据通过无线传输至协调器,协调器再经过串口传输到地面的监控中心。详细介绍了检测系统的软硬件设计,并对系统进行了测试验证。     

基于太阳能光伏的无线户外环境监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统;该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息;针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端;户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

基于物联网的设施温室监控系统中无线传感器节点设计

设计具有低成本、低功耗、易扩展的设施温室监控设备,深入研究无线网络构成,优化网络结构、降低组网难度、提高组网效率。采用 MSP430F149为核心的处理器;采用CC2530射频芯片实现无线传输;提供多种协议接口方便传感器的扩展,给出了土壤温湿度、空气温湿度、光照传感器的选型和指标参数;由本设计的无线传感器节点作为WSN中的全功能设备同时充当路由节点,搭建了MESH型的无线传感器网络结构。经测试,通过硬件设计及网络结构搭建,系统具有结构简单、组网快捷、数据传输可靠性高等优点,能较好的满足无线传感器节点在设施温室监控中的应用。     

基于ZigBee技术的医疗输液监护系统*

设计了一种利用TI公司CC2530芯片的基于ZigBee技术的医疗输液监护系统。该系统采用压力传感器采集输液状态信息,在传感器和监视设备间构建ZigBee无线通信网络,将传感器检测到的输液信息,通过无线网络发送到监视设备上。分析了系统的工作原理、硬件组成、软件工作流程。实验结果表明该系统具有良好的实时性和可靠度,实现了医疗输液过程的自动监护。