基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的可吸入顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、空氣中的可吸入顆粒物濃度，尤其是PM2.5，一直是評價空氣質(zhì)量好壞的重要指標。這些顆粒物長期懸浮在空氣中，很難消散，并且這些顆粒物本身吸附著大量的重金屬、細菌等有毒物質(zhì)，不僅降低了大氣能見度，而且對人類的身體健康造成很大危害。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法如稱重法、篩分法等，自動化程度和檢測精度都比較低，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會對可吸入顆粒物監(jiān)測的要求，因此，為了提升系統(tǒng)的自動化程度和檢測精度，本文采用根據(jù)光的散射原理制成的傳感器 GP2Y1010AU0F

2、完成對監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集，采用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸，并設(shè)計了上位機監(jiān)測平臺，完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時顯示。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　一、無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究
　　詳細分析無線通信技術(shù)當中ZigBee技術(shù)，包括ZigBee的設(shè)備類型、拓撲結(jié)構(gòu)、工作模式、地址分配模式、數(shù)據(jù)傳輸方式以及ZigBee協(xié)議架構(gòu)。在深入研究ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，結(jié)合GPRS技術(shù)，確立了可吸入顆粒監(jiān)測系統(tǒng)的整體方案。<

3、br>　　二、完成可吸入顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計
　　采用CC2530作為主控芯片，完成節(jié)點的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。終端節(jié)點的硬件電路包括處理器模塊、傳感器模塊、JTAG接口電路和電源模塊；ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點的硬件電路包括處理器模塊、JTAG接口電路、GPRS無線通信模塊、SIM卡電路、GPRS電源模塊。
　　三、完成可吸入顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設(shè)計
　　在Z-STACK協(xié)議棧的基礎(chǔ)上完成了下位機節(jié)點的軟

4、件設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸；提出一種改進的節(jié)能路由算法—DE-LEACH算法，加入了距離和剩余能量因素，通過仿真實驗證明該算法可以有效延長網(wǎng)絡(luò)的運行壽命；采用LABVIEW軟件完成系統(tǒng)監(jiān)測平臺的設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的圖形化顯示。
　　四、系統(tǒng)整體測試與分析
　　對可吸入顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)的功能進行測試，包括節(jié)點的通信能力測試、ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點性能測試和上位機軟件測試。
　　實驗結(jié)果顯示，節(jié)點通信能力強，節(jié)點之間組