基于ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)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(píng)價(jià)空氣質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。這些顆粒物長(zhǎng)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(xì)菌等有毒物質(zhì)，不僅降低了大氣能見(jiàn)度，而且對(duì)人類的身體健康造成很大危害。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法如稱重法、篩分法等，自動(dòng)化程度和檢測(cè)精度都比較低，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)的要求，因此，為了提升系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和檢測(cè)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(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，采用ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，并設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　一、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究
　　詳細(xì)分析無(wú)線通信技術(shù)當(dāng)中ZigBee技術(shù)，包括ZigBee的設(shè)備類型、拓?fù)浣Y(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(wú)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(cè)系統(tǒng)的整體方案。<

3、br>　　二、完成可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　采用CC2530作為主控芯片，完成節(jié)點(diǎn)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。終端節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的硬件電路包括處理器模塊、JTAG接口電路、GPRS無(wú)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(cè)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　在Z-STACK協(xié)議棧的基礎(chǔ)上完成了下位機(jī)節(jié)點(diǎn)的軟

4、件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸；提出一種改進(jìn)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(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法可以有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行壽命；采用LABVIEW軟件完成系統(tǒng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的圖形化顯示。
　　四、系統(tǒng)整體測(cè)試與分析
　　對(duì)可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行測(cè)試，包括節(jié)點(diǎn)的通信能力測(cè)試、ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)性能測(cè)試和上位機(jī)軟件測(cè)試。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，節(jié)點(diǎn)通信能力強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)之間組