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基于ZigBee技术的室内环境监测系统

设计

摘要：基于ZigBee技术的室内环境监测系统设计。它有三大部分组成，所

有的数据的传输都在ZigBee搭建的无线传感网络工作。ZigBee模块A用来发送

数据，ZigBee模块B用来接受数据，上位机用来显示数据。温湿度传感器和

stm32单片机用来采集数据发送给ZigBee模块A。同时用IAR软件编写和编译

ZigBee的程序，保证数据的传输。应用于对信息传递的大小的要求很低，对功耗

的需求也比较低的场合。

关键词：Zigbee技术；环境监测；无线传感器

引言：随着科技的发展、社会的进步，当今对无线技术需求日益增长，从而

孕育出了无线传感网络(WirelessSensorNetwork，简称WSN)。无线通信技术

WiFi、蓝牙已经被人们熟知，由于他们的功耗大、组网麻烦等原因，很难应用在

工业自动化中。为了满足市场的需求，ZigBee就这样诞生了。它有成本低、组网

方便、安全性高等优点。应用ZigBee技术可以制造一种低成本、低功耗的检测

仪器。

1主要功能

本设计以STM32单片机作为核心控制元件，ZigBee无线模块作为通信模块，

以及DHT11温湿度传感器设计的一款无线传输的温湿度检测仪，其中温湿度传感

器DHT11和stm32单片机用来采集数据发送给ZigBee模块A，然后在ZigBee组

网内，ZigBee模块A用来发送数据，ZigBee模块B用来接收数据，最后上位机

用来显示数据。

2工作原理

本设计采用STM32单片机作为核心控制元件，使用两块ZigBee无线模块作

为通讯模块，首先使接收电路正常供电，进入接收数据状态，等待数据的到来，

接着单片机上的程序运行，将单片机上事先存放的数据由ZigBee模块A发射出

去，如若发射模块和接收模块在可接受范围内，无线ZigBeeB模块接收到信号，

在上位机实时显示温湿度数据。

3硬件设计

本设计的方案是把温湿度传感器采集的数据通过单片机stm32发送给ZigBee

模块A，再运用ZigBee无线通讯协议把数据传输给ZigBee模块B，最后通过串

口把数据在上位机上显示出来。系统方案框图如图1所示。系统的控制核心采用

stm32单片机作为中央处理器。温湿度传感器作为接收端，将测试到的温湿度数

据导入stm32单片机中，由单片机进行对数据的处理和计算，并将结果发送到

ZigBee模块A中，再由ZigBee模块B接收，通过上位机程序在电脑终端显示温

湿度传感器所在区域的温湿度数据。

图1硬件组成框图

3.1STM32单片机

单片机的型号为stm32F103VET6开发板，它的内核是

32位的，工作频率可以达到72MHZ，同时还有从256K到512K字节的闪存程序存

储区、高达64K字节的SRAM，同时带有4个片选的灵活的静态存储器。外部电源

接口丰富，有3.3V和5.5V电源接口。同时有4路按键，让设计更加的方便。

3.2zigbee无线透传模块

图2无线透传模块展示图

3.3DHT11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

靠性和卓越的长期稳定性。该温湿度传感器是由电阻式感湿元件和一个NTC测

温元件组成的。这款温湿度传感器采用单排的四个针脚，而且进行了封装。同时

它的温湿度的精度都进行了校准，并且校准系数都放在OTP的内存中，这极大的

方便了数据的调用。这些特点能更好的适应本设计的要求。如图3所示。

图3DHT11传感器等效电路图

4软件设计

4.1系统软件程序设计框图

图4系统软件程序设计框图

4.2开发软件介绍

4.2