创新训练项目.docx

工程名称

工程所属一级专业门类

工程实施时间

负责人

基于传感网络的室内环境安全监控系统

工程所属

工学 二级专业门类

起始时间：2023年10月 完成时间：2023年10月

姓名 年级 学号 所在专业 联系 E-mail

申请人或申请团

队 成 员

指

导 姓名 年龄 职务/职称 教师

教师

单位 工号 联系方式

一、工程简介〔限200字〕

本工程的名称为《基于传感网络的室内环境安全监控系统》，目标在于建立一个智能家居〔SmartHome〕，一个能给人们带来最大程度的高效、便利、舒适与安全的生活环境。其通过排布在室内的光照，火焰，压力等传感器节点采集到的节点信息，实现对室内环境安全的监控治理，并对发生的特定大事能发出警报与实施自动调整，从而提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，实现环保节能的居住环境。

智能家居效果图

二、工程论证〔1.本工程国内外争论现状述评及争论意义；2．本工程争论的主要内容、根本思路、争论方法、重点难点、根本观点和创之处；3．前期相关争论成果和主要参考文献〕

本工程国内外争论现状述评及争论意义:

国内外争论现状述评：随着生活水平的不断提高和科学技术的高速进展，人们越来越注重生活质量，对于突发大事的应急处理力量以及削减居住环境的能源消耗。环境安全监控和自我调整系统，已成为一个热门的争论领域。

由于传统的数据采集方式会给环境带来侵入性的破坏，同时采集的数据信息过大，所以无线传感网络的消灭为随机性的争论数据供给了便利。Zigbee是一种价格低廉且低功耗、近距离的无线组网通讯技术。其特点是低简单度、低功耗、低数据速率、支援大量网络节点和多种网络拓扑。Zigbee应用领域包括家庭和楼宇网络、公共场所的烟雾探测、工业中的传感器自动化掌握等方面，格外适合传感器网络组网搭建。

争论意义：国内外争论人员对此进展了大量的争论，并将无线传感技术应用在不同领域，

主要集中在环境监测和保护这一领域。我们将其应用到智能家居中，期望通过对传感器信息的处理来到达室内环境监控和自我调整的功能。

国内各大电器厂商推出的智能家居系统与标准主要是基于有线技术实现监控，而其由于不嫌麻烦，安装维护本钱过高，扩展性差，移动性差等缺点，必定被无线技术淘汰，因此，基于无线传感的智能家居争论方向也是必定趋势。

本工程争论的主要内容：

基于Zigbee的无线组网应用层协议设计

基于z-stack协议栈搭建一个以CC2530系统芯片为核心的ZigBee无线网络系统，同时建立多个无线网络节点，实现各节点与其他节点的正常通信。

实现基于CC2530芯片的传感器节点的接入

基于CC2530芯片的I/O口，实现将光照、火焰和压力等传感器嵌入到ZigBee无线网络系统的各个节点当中，并通过A/D转换器实现对传感器节点采集的信息进展模数转换，最终将数据传输到Zigbee的无线网络当中。

实现传感器节点数据信息的采集与交互

这局部主要是要实现两方面的功能：一方面通过对Zigbee传输协议的设计实现数据在无线网络当中的正常通信，另一方面实现协调器对于各路由器节点采集的信息进展推断，并反向操控各传感器的采集频率。

信息治理系统的设计与实现

基于C#编程，设计一个可以对数据进展多形式呈现的信息治理系统。该信息治理系统一方面可以依据各节点所发送的拓扑信息建立树形拓扑构造，另一方面又可以依据各传感器节点采集到的环境数据进展动态显示。

基于GPRS与ARM板的警报系统的设计

设计并制作了这个基于ARM开发平台，利用GPRS网络猎取通过CC2530芯片传输过来的传感器信息，并实现对特定大事发送彩信报警的远程无线监控系统。

根本思路：

基于Zigbee的无线组网应用层协议设计

基于Zigbee的无线组网应用层协议设计主要是通过完成以下来个内容来实现，即：1.以路由算法为重点深入争论zigbee无线组网协议标准

2.以组网算法为重点深入争论zigbee无线组网协议标准

实现基于CC2530芯片的传感器节点的接入

传感器节点的建立一般分为处理器模块、无线通信模块、传感器模块和电源治理模块四局部组成，在此我们可以利用CC2530芯片作为中介将传感器与网络进展连接。传感器接入图如下所示：

传感器接入图

实现传感器节点数据信息的采集与交互

这一局部所涉及到的交互，主要是指协调器对从路由器传过来的信息进展推断，并做出肯定的反响，回馈信息给路由器。但归根到底也是实现信息在无线网络中的传输。所以在这一局部当中，我们需要解决的主要问题是在如何无线网络当中实现数据的采集，发送与接收三个问题。

信息治理系统的设计与实现

要完成这个信息治理系统的设计，一方面必需建立一个使用数据库〔