ZigBee的倉庫監控體系設計

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1總體設計

整個倉庫管理系統由3個部分構成：數據采集、數據傳輸和數據顯示。數據采集模塊由傳感器和CC2530節點兩部分構成：傳感器感知外界信號；CC2530節點對傳感器采集的信號進行處理，使之成為數字量。數據傳輸模塊為路由節點，它在網絡中僅起數據轉發和擴大傳輸距離的作用，并且路由節點通過路由將CC2530節點采集并處理的數據無線傳遞給協調器。協調器通過串口將數據傳給PC機，并且將數據保存在后臺數據庫中。這些數據在PC機上可以實時顯示，用戶也可以通過訪問數據庫查詢傳感器的相關信息。

2硬件設計

系統硬件由三個部分構成：zigbee終端節點、ZigBee路由節點和ZigBee協調器。

2.1ZigBee終端節點ZigBee終端節點由CC2530核心板[3]、外圍電路和傳感器三個部分組成。CC2530核心板是由業界標準的增強型51單片機[4]和RF無線射頻模塊組成，系統內可編程的256KB閃存，8KBRAM和許多其他強大的功能。CC2530具有不同的運行模式，使得它尤其適用低功耗要求的系統。核心板原理圖如圖2所示。本系統運用到了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構都相同，僅對應的數據口不同，故以溫濕傳感器為例說明硬件結構，其他傳感器在此不做贅述。所用的DHT11數字溫濕度傳感器[5]是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。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路由節點ZigBee路由節點僅僅作為數據轉發的中轉站，尋找最佳路由，提高數據傳輸距離，故其硬件原理圖與ZigBee終端節點大致相同，只是缺少傳感器連接設計。

2.3ZigBee協調器ZigBee終端節點采集數據經路由器節點無線發送給協調器，為了形象地看到數據信息，在協調器上加了LCD12864液晶屏，這樣便于查看，其他硬件部分與ZigBee路由節點大致相同。LCD12964液晶屏原理圖如圖4所示。

3軟件設計

系統軟件主要包括數據采集與傳輸程序、協調器控制程序和上位機數據顯示程序。

3.1數據采集與傳輸程序數據采集程序主要采集倉庫內的溫濕度和光照情況。當有盜賊時，就會觸發紅外傳感器報警，并且啟動超聲波傳感器測量盜賊的距離情況；當發生火災時，煙霧傳感器就會啟動，蜂鳴器報警。

3.2協調器控制程序協調器負責把節點傳來的數據通過串口傳給上位機進行處理和顯示，并且，上位機也通過串口向協調器發送控制指令，協調器將指令處理后發送給終端節點，終端節點進行相應操作。

3.3上位機數據顯示程序上位機數據顯示程序包括數據處理和信息查詢兩部分。數據處理模塊基于VB6.0[6]實現，主要包括串口通信與數據處理和顯示。使用MSComm控件來實現串口通信，使之非常方便地連接協調器設備和對數據進行處理。終端節點將相應信息無線發給協調器，協調器通過串口傳給VB上位機軟件，在VB中對數據進行處理，并將數據信息顯示在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、超聲波傳感器的數據信息。傳感器節點數據經VB處理顯示后，同步存到后臺SQLServer[7]數據庫服務器中，以便用戶進行歷史數據的查詢和調用。數據庫有對應5個傳感器節點的5張表，以溫濕度傳感器為例，表內字段包括ID(傳感器ID號)，Time(采集時間)，Temperature(溫度值),Humidity(濕度值)。除了通過VB上位機實時監控傳感器狀態外，還可以通過網頁形式在局域網任何地方查看傳感器狀態。網頁語言使用[8]實現，主要實現過程是讀取SQLServer數據庫中表的字段值，然后到IIS服務器，這樣使得用戶在局域網中的任何位置都能通過網頁形式訪問數據庫，查看傳感器節點狀態信息。

4結語

本文提出了一種基于ZigBee技術的倉庫管理監控系統來為布線困難、維護不易的領域解決了數據采集、傳輸和監控的難題。在遠程端可以通過上位機軟件監控現場內的各種物理信息，無需人為干預，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、有害氣體的領域。

作者：劉一婷楊恒張正炳單位：長江大學電子信息學院湖北江漢石油儀器儀表股份有限公司