基于無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)

1、<p>　　“基于ZigBee無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)”采用無線傳感網絡技術，將氣體檢測，節(jié)能降耗，安防等多個功能模塊進行組合，可以實現家具商場監(jiān)控部門對于商場內部不同區(qū)域的實時，可靠，高效的監(jiān)控。整個系統(tǒng)終端節(jié)點通過無線傳感網絡同主控制機進行通信，主控制機可以顯示實時的信息，并可接入互聯(lián)網。提高了整個家具商場的管理效率，降低了人員成本，使得家具商場的管理更加的智能化，高效化。</p>&

2、lt;p>　　"Based on the ZigBee wireless sensor network of furniture stores air quality monitoring and energy-saving control system" using wireless sensor network technology, gas detection, energy saving, securi

3、ty and other functional modules to be combined, you can control department of furniture store for shopping malls different areas within a real-time, reliable and efficient monitoring. Terminal node of the entire system t

4、hrough wireless sensor networks to communicate with the main control machine, th</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，人們對生存環(huán)境，尤其對居住環(huán)境要求不斷提高，裝飾裝修材料的使用及家具的更新越來越普遍。全國各地的家具商場在數量上呈逐年

5、增多的趨勢，其規(guī)模也在不斷的擴大。</p><p>　　然而，由于國內家具市場的不規(guī)范，造成很多的裝飾材料如石材、化學壁紙、地毯、地板磚以及家具油漆、膠、涂料等達不到質量標準。這些低質量的裝飾材料和家具造成了家具商場室內空氣的嚴重污染。這些有害氣體造成的空氣污染，使得商家不僅沒有能夠在家具商場營造出一個良好的購物和工作環(huán)境，而且嚴重威脅商場工作人員和廣大消費者的身體健康。</p><p>

6、　　其次 ，我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價，經濟發(fā)展與環(huán)境的矛盾日趨尖銳。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實現經濟又好又快發(fā)展。進一步加強節(jié)能減排工作，也是應對全球氣候變化的迫切需要，是我們應該承擔的責任。在家具商場這類高耗能的場所，不僅使用著很多高耗能，低效率的用電器，而且還存在著很多能源浪費的現象。實現家具市場的節(jié)能控制，對于節(jié)約資源，保護環(huán)境，降低能耗有著積極的意義</p&g

7、t;<p>　　對于家具市場這類面積較大的場合的氣體監(jiān)測，采用手持式的檢測設備不能實現全天候的監(jiān)測，并且不能實現整個家具商場環(huán)境的綜合監(jiān)測與評估，隨著氣體污染的增多，需要監(jiān)測環(huán)境的范圍的擴大，單個監(jiān)測點已很難覆蓋這些監(jiān)測環(huán)境并且實時的監(jiān)測被測環(huán)境。因此，必須在不同的地點布置監(jiān)測點，組成一個有害氣體的監(jiān)測網絡。</p><p>　　同時，為了實現家具商場整體上的節(jié)能控制，實現整個家具商場能耗的降低，必

8、須通過相應的無線傳感網絡采集相應的環(huán)境信息，并通過位于終端的模塊實現對整個家具商場的電量檢測，開關的智能控制。通過小功率電源開關和電量檢測電源終端模塊來控制整個商場內的照明，制冷和排風扇系統(tǒng)，實現整個家具商場的節(jié)能控制。</p><p>　　傳統(tǒng)的傳感器網絡采用有線組網，通過有線制傳輸數據，將各個監(jiān)測點的數據傳送到中心控制平臺，實現在線監(jiān)測。但這類監(jiān)測方式對于監(jiān)測環(huán)境復雜、監(jiān)測點多、監(jiān)測點可能需要變動等場合，有線

9、監(jiān)測存在十分明顯的缺點：環(huán)境復雜、監(jiān)測點多，布線十分復雜，一些環(huán)境有線布線可能無法實現，大大增大了環(huán)境信息采集的難度，而且對于使用時間較長的線路，容易出現故障，這樣不僅僅在檢測故障方面十分繁瑣，而且更新線路所耗成本隨著更新次數的增加而逐漸上漲，由于環(huán)境改變，需要改變監(jiān)測點位置時，會大大增加成本。</p><p>　　本項目是采用 ZigBee 無線傳感網絡技術對家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)的實現。無線傳感器

10、網絡將傳感器技術、通訊技術和計算機技術結合在一起，具有信息采集、傳輸和處理的能力，基于無線通信技術的無線傳感器網絡可應用于布線困難的區(qū)域和一些臨時場合，它不需要任何固定網絡的支持，具有快速展開、抗毀性強等特點。在家具商場的整體環(huán)境下使用無線通信技術對傳感器終端進行組網，以實現整套系統(tǒng)對于氣體監(jiān)測，節(jié)能降耗，安保監(jiān)測具有十分重要的應用價值。</p><p>　　“基于ZigBee無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測系

11、統(tǒng)”提供了一種可以不間斷的檢測家具商場有害氣體濃度的系統(tǒng)，并且可以及時的將這些有害氣體濃度的數據上報給環(huán)境保護部門，在不影響商場正常工作的情況下達到監(jiān)測空氣質量的目的，為顧客與賣家營造一個安全無害的環(huán)境。</p><p>　　同時，ZigBee技術的低功耗，高效率，高可靠性，低成本的優(yōu)良特性也適合于在整套系統(tǒng)的節(jié)能控制上的應用，ZigBee技術的本身的功耗就比較小，再通過我們選用低功耗的單片機即可滿足系統(tǒng)本身一定

12、的節(jié)能減排，綠色環(huán)保的初衷。</p><p>　　考慮到家具商場對于空間的需求，我們采用模塊設計，將系統(tǒng)的采集終端分為空氣質量類檢測系統(tǒng)模塊，節(jié)能降耗電氣/設施類檢測控制系統(tǒng)模塊，安保監(jiān)測類控制系統(tǒng)模塊。通過ZigBee無線傳感網絡實現不同傳感器終端節(jié)點的信息發(fā)送至系統(tǒng)主機端的信息傳輸通道。同時系統(tǒng)計算機可以連接至互聯(lián)網以便于工商管理部門，公安消防部門，環(huán)境保護部門的實時監(jiān)測，并且實現相關監(jiān)管部門對于家具商場實時

13、信息的掌控與警報。</p><p>　　由于系統(tǒng)采用模塊化設計，體積小，對于環(huán)境空間的影響基本可以忽略，整套系統(tǒng)的傳感器終端可以按照設計方案布置在相應指定的位置，不會影響到整個家居商場的購物環(huán)境以及美觀的購物門面。而且從ZigBee傳感網絡適用范圍來看（應用設備成本低、傳輸數據量小，設備體積小，不便放置較大的充電電池或者電源模塊，沒有充足的電源支持，只能使用一次性電池，需要較大范圍的通信覆蓋，網絡中的設備非常多，

14、但僅僅用于監(jiān)測或控制。）也非常適合于家具商場這類對于空間，能耗，效率較高的應用場合。因此，在整套系統(tǒng)中采用ZigBee無線傳感網絡進行組網，起到系統(tǒng)整體的信息的傳輸通道的作用。</p><p><b>　　系統(tǒng)方案 </b></p><p>　　“基于ZigBee無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)”采用ZigBee無線傳感網絡技術，將氣體檢測，節(jié)能降耗，

15、安防等多個模塊進行組合，可以實現家具商場監(jiān)控部門對于家具商場內部各個主要參數和區(qū)域的實時，可靠，高效的監(jiān)控。</p><p>　　空氣質量類檢測系統(tǒng)模塊可以實時采集家具商場內部關鍵區(qū)域內的甲醛，苯，氨，二氧化氮等有氣體的濃度，可及時傳回給主控制端進行實時的數據采集與監(jiān)控，當氣體濃度值超過上限值時，主控制機會進行報警，及時通知商場內的相關管理部門及時的采取措施，并且可通過排風扇模塊實現對于特定區(qū)域內的空氣進行更換，

16、提高區(qū)域的空氣質量。</p><p>　　節(jié)能降耗系統(tǒng)子模塊通過采用合理有效高效的耗能監(jiān)測與管理模塊，有效的降低整個家具商場內的能耗，提高了家具商場內的資源利用率，通過人員流動檢測模塊，排風扇自主式啟停模塊，高效率開關電源模塊，電量檢測控制模塊可以實現對整個家具商場內部的燈光，空調等耗能較高的用電器進行智能化管理。</p><p>　　安防模塊可以實現對于家具商場內部財產的有效監(jiān)控，可以對

17、非法入侵商場，進行財物的盜竊行為進行及時的預警與監(jiān)控，做到實時，高效，準確，穩(wěn)定。并且商場內的監(jiān)控部門可以通過云臺的實時監(jiān)控相關區(qū)域，及時對相關警情進行處理。火災檢測模塊可以實時檢測家具商場內部的火情，及時通知相關部門采取措施，降低火災造成的經濟損失。</p><p>　　整個系統(tǒng)通過無線網絡同系統(tǒng)主控制機進行通信，可以將采集到的數據及時存儲在主控制機內的數據庫中，同時主控制機可以進行實時的預警，并通過網絡將相關

18、的情況通知到工商，消防，公安等主要管理部門，提高了整個商場的管理效率，降低了人員成本，使得家具商場的管理更加的智能化，高效化。同時降低了家具商場內的能耗，改善了家具商場內部的環(huán)境，使家具商場更加的綠色，環(huán)保，也符合當今時代的主題。</p><p>　　系統(tǒng)采用模塊化設計，采用模塊化設計，可以增強模塊的可維護性，提高系統(tǒng)的可靠性。模塊化設計也為整套系統(tǒng)的擴充，以及系統(tǒng)的升級提供了一個很好的應用平臺。</p&g

19、t;<p><b>　　系統(tǒng)硬件設計</b></p><p>　　從整套系統(tǒng)的實際應用需求來看，無線傳感器網絡的協(xié)調器，路由器以及所有的傳感控制節(jié)點采用模塊化設計，各個設備的主控制芯片采用MSP430F2618單片機，而射頻芯片選用TI公司的CC2520芯片，由此兩大部分構成整套無線傳感網絡的基本結構，在此基礎之上增加相應的功能電路實現不同的功能。</p><

20、;p>　　MSP430單片機從成本和簡易性考慮，終端模塊使用單鋰電供電，正常工作電壓3.7~4.2V，同時鋰電池配置相應的充電電路以及欠壓和保護指示電路，提高電池的使用壽命和使用效率。同時，選用穩(wěn)定，可靠，低紋波的穩(wěn)壓芯片和升壓芯片提供系統(tǒng)正常工作所需的3.3V和5V電壓。外部的直流電源可以選用5v 電源適配器，電流1A 即可，為鋰電池進行充電。</p><p>　　考慮到協(xié)議棧的要求所需的Flash大小在

21、70KB左右，RAM大小在6KB左右，MSP430單片機型號選擇MSP430F2618 ，并選用TI公司的CC2520作為射頻單元芯片。</p><p>　　圖：系統(tǒng)采用MSP430F2618單片機以及CC2520射頻芯片作為其節(jié)點結構基本組成。</p><p>　　整套系統(tǒng)的終端傳感控制模塊節(jié)點可以分成三塊，分述如下：</p><p>　　3.1家具商場空氣質量檢

22、測系統(tǒng)模塊</p><p>　　空氣質量檢測模塊主要由能實現對甲醛、苯、CO等氣體檢測的監(jiān)測節(jié)點和能接收各監(jiān)測點數據、發(fā)送監(jiān)控命令的監(jiān)測點路由模塊組成。監(jiān)測節(jié)點是系統(tǒng)的重要組成部分，它包括氣體傳感器模塊、傳感器工作電路、信號處理電路和無線模塊。</p><p>　　圖：氣體采集傳感器節(jié)點的解決方案</p><p>　　氣體傳感器單元主要通過傳感器對空間內所測氣體濃度

23、進行采集;信號調理單元控制整個節(jié)點采集數據的處理操作;數據傳輸單元完成與協(xié)調器節(jié)點的交互工作;電源供電單元負責對終端節(jié)點供電。無線傳感器終端節(jié)點是以無線模塊為核心,配以相應的外圍電路作為單節(jié)點終端。氣體傳感器對被測氣體進行數據采集,將氣體濃度的物理量轉化為電信號,通過數據調理單元電路將采集來的信號進行調理,送至A/D輸入引腳進行模/數轉換。單片機接收數據后送無線通信模塊對數據打包發(fā)送至主控制機。</p><p>

24、　　通過帶ZigBee無線路由的模塊提供的路由信息，相應的氣體采集終端檢測模塊將相應的信息傳送到系統(tǒng)計算機，系統(tǒng)計算機可對傳送過來的數據進行相應的處理與分析，并顯示在主機界面上，系統(tǒng)計算機通過互聯(lián)網可以將相應的信息傳送到相應的主管部門。</p><p>　　3.2節(jié)能降耗電氣/設施系統(tǒng)模塊</p><p>　　①中小功率電源開關控制終端模塊</p><p>　　圖：

25、可調開關穩(wěn)壓電源框</p><p>　　本模塊以家具商場內的單相電的供電開/關為控制對象，.選用MSP430單片機作為核心處理器，用直流驅動的中功率繼電器為觸點器件，采用儀表自取電供電模式和可充電電池（備份電源）供電等技術實現對電源進行開關控制。</p><p>　　開關電源主要的控制方式是采用脈寬調制集成電路輸出PWM 脈沖，采用模擬PID調節(jié)器進行脈寬調制，這種控制方式，存在一定的誤差

26、，而且電路比較復雜。采用超低功耗MSP430單片機作為為控制核心的輸出電壓大范圍連續(xù)可調的功率開關電源，由單片機直接產生PWM 波，對開關電源的主電路執(zhí)行數字控制，電路簡單，功能強大。</p><p>　　本功率直流電源系統(tǒng)由開關電源的主電路和控制電路兩部分組成，主電路主要處理電能，控制電路主要處理電信號，采用負反饋構成一個自動控制系統(tǒng)。開關電源采用PWM 控制方式，通過給定量和反饋量的比較得到偏差，并通過數字P

27、ID 調節(jié)器控制PWM 輸出，從而控制開關電源的輸出。其中，PID調節(jié)和PWM 輸出都由單片機系統(tǒng)采用軟件控制。</p><p>　　系統(tǒng)通過PWM 輸出控制功率轉換開關的導通與關斷時間，完成對輸出電壓的穩(wěn)定控制，通過A/ D 轉換完成對開關電源輸出電壓的采樣，同時采用電壓閉環(huán)控制，開關電源工作時，根據期望值與電壓反饋值的偏差，由單片機實現對PWM 占空比進行PID 調節(jié)。</p><p>

28、;　?、陔娏繖z測電源插座終端模塊</p><p><b>　　圖：電量檢測框圖</b></p><p>　　系統(tǒng)中各個電器分別將各自的電源連接到智能插座上以獲得供電．智能插座上電后即可自主形成小區(qū)域內基于ZigBee的無線網絡；同樣地，任何智能插座斷電后，它也會自動退出該網絡．同時智能插座通過電能傳感器實時感知對應電器消耗的電能，并將該信息發(fā)送至網關，再由網關通過In

29、ternet上傳到網絡服務器．用戶無論在何時何地都能使用電腦或手機等遠程終端，通過Internet，在身份驗證后，獲取其所關心區(qū)域各種電器的實時以及歷史耗電情況．此外，用戶也可以通過這些遠程終端，命令智能插座進行通斷操作，或設定智能插座的開關閾值．理論上，只要服務器的功能足夠強大，該系統(tǒng)可以同時對數萬甚至更多的區(qū)域進行電器的電能監(jiān)控和實時反饋．</p><p>　　其中電源模塊主要負責將交流市電轉化為穩(wěn)定的直流電

30、壓為其余4個模塊供電；電能傳感模塊感知實時耗電量，并將其轉化為相應的電信號傳送給處理器識別；電器通斷模塊在處理器的控制下，完成對目標電器供電的通斷功能；處理器可以通過存儲模塊讀寫總耗電量、電器標識、開關閾值等信息；處理器及無線通信模塊作為整個系統(tǒng)的核心，負責協(xié)調各模塊間正常運作，并完成無線通信和無線組網功能．</p><p>　?、叟棚L扇電機啟?？刂平K端模塊</p><p>　　當空氣質量

31、檢測模塊檢測到的有害氣體達到上限濃度時，系統(tǒng)計算機會按照獲取的相應的信息，依據設定好的相應的算法向排風扇終端模塊發(fā)送控制信息，控制排風扇的啟停，并通過一定的方式控制排風扇的轉速，在保證環(huán)境安全，氣體質量達標的基礎與前提下實現排風扇的智能控制，從而實現節(jié)能降耗的目的。</p><p>　　該模塊的實現方法是由低功耗單片機依據系統(tǒng)計算機發(fā)送的控制信息控制排風扇啟停，同時可以采用PWM脈寬調制的方法控制電機的轉速，實現

32、排風扇的智能化運轉，有效的降低系統(tǒng)的功耗。</p><p><b>　?、苋藛T流動檢測模塊</b></p><p>　　通過光線采集、紅外傳感器采集來確定人員分布及流動情況繼而通過ZigBee無線網絡傳輸給控制器，從而自動控制相應的用電設備，達到降低能耗的目的。</p><p>　　利用紅外采集單元、光電信號采 集單元對燈光控制和現場人員分布的

33、 監(jiān)視。然后根據不同情況得到不 圖：人員流動檢測模塊框圖 同的數據通過無線網絡模塊傳輸給控制 </p><p>　　單元，控制單元發(fā)送命令給開關控制電路從而達到對不同情況下不同的開關控制組合。</p><p>　　3.3安保監(jiān)測終端模塊：</p><p>　　非法闖入監(jiān)測終端模塊</p><

34、;p>　　圖：非法闖入檢測框圖</p><p>　　本終端節(jié)點為監(jiān)測對象，選用MSP430F2618處理器作為核心處理器，選用紅外、熱釋電等種類傳感器，采用外部穩(wěn)壓電源供電和可充電電池（備份電源）供電。該系統(tǒng)由傳感器，ZigBee射頻模塊，MSP430單片機，PC和報警系統(tǒng)組成，傳感器檢測到非法入侵信號通過采集模塊送入單片機，單片機輸出控制信號驅動聲音發(fā)出報警，并傳輸給pc顯示報警位置。</p>

35、<p>　　商場大門、店面門窗開/關檢測終端模塊</p><p>　　商場大門、店面門窗開/關檢測模塊主要用于對商場大門和店面門窗的開關狀態(tài)進行檢測，從而有效準確的確定商場大門和店面門的開關狀態(tài)，同時時刻監(jiān)控人為破壞的特殊情況。從而保障家具商場內財產的安全。采用門磁開關作為門窗狀態(tài)的檢測傳感器，通過MSP430F2618單片機的處理相應的信號并發(fā)送到主控制機，實現主控機端對于相應重點位置的信息獲取。

36、</p><p>　　③煙霧火災檢測終端模塊</p><p>　　圖：煙霧火災檢測終端框圖</p><p>　　“煙霧火災檢測終端模塊”利用煙霧以及溫度傳感器實時監(jiān)測周圍環(huán)境的參數數據，當超過相應的閾值時，終端節(jié)點能夠及時向主控機發(fā)送相應的報警信息，以便于家居商場內的監(jiān)控人員及時掌握可靠的信息， 做好相應的火災預警與火災情況的掌控。并且主控制機可以將相應的火災信息通

37、過Internet傳送至消防部門，以便于及時了解火情，降低家具商場的經濟與財產的損失，保障顧客的安全。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　終端控制傳感節(jié)點以及網絡路由器，協(xié)調器的程序以及通信協(xié)議設計</p><p>　　ZigBee技術具有強大的組網能力，可以形成星型、樹型和MESH網狀網，可以根據實際項目需

38、要來選擇合適的網絡結構，在本項目中我們采用星型網來構造這個無線傳感網絡。</p><p>　　在“基于ZigBee無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)”中， ZigBee 協(xié)調器是全功能設備，由它主導網絡的建立，完成網絡的初始化、相關數據的查詢、匯聚數據到 PC 監(jiān)控軟件、實現布防和撤防等功能，并作為整個無線網絡的PAN節(jié)點（Personal Area Network）。傳感器節(jié)點則根據實際需要可以是

39、全功能設備也可以是精簡功能設備，完成傳感器數據采集，響應協(xié)調器的相關查詢等功能。因此，選擇了較為簡單的星型網絡拓撲結構，實現終端模塊與系統(tǒng)計算機之間的信息傳遞。</p><p>　　網絡協(xié)調器包括所有的網絡消息，是整個系統(tǒng)中最復雜的一個環(huán)節(jié)，也是整個系統(tǒng)的中心節(jié)點，存儲容量最大、計算機能力強。發(fā)送網絡信標、建立一個網絡、管理網絡節(jié)點、存儲網絡節(jié)點信息、尋找一對節(jié)點間的路由消息、不斷地接收信息。在本系統(tǒng)中ZigBe

40、e網絡協(xié)調器通過有限傳輸網絡連接至系統(tǒng)計算機，實現系統(tǒng)計算機對于整個網絡的監(jiān)控，起到紐帶的作用。</p><p>　　在“基于ZigBee無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)”系統(tǒng)中ZigBee 路由器（router）作為路由節(jié)點，他的作用是提供路由信息，并且起到路徑規(guī)劃的功能。各個傳感器終端節(jié)點及相應的控制模塊節(jié)點（rfd為終端節(jié)點），它沒有路由功能，完成的是整個網絡的終端任務。終端控制模塊發(fā)送信息

41、時，由相應模塊的網絡路由器提供相應的路由信息，最終將相應的終端信息傳送到整個網絡的中心節(jié)點—協(xié)調器上，后通過網絡協(xié)調器與系統(tǒng)計算機之間的通信，將相關的信息在整個無線傳感網絡和系統(tǒng)計算機之間進行相應的傳遞 。</p><p>　　環(huán)境參數監(jiān)測模塊（帶ZigBee路由），節(jié)能降耗系統(tǒng)模塊（帶ZigBee路由），攝像頭云臺控制器功能模塊（帶ZigBee路由）等帶路由器的模塊為下面的各個傳感節(jié)點子系 </p&g

42、t;<p><b>　　圖：網絡建立過程</b></p><p>　　統(tǒng)提供路由信息和路徑規(guī)劃，將各個子模塊系統(tǒng)下的各個傳感節(jié)點的進行無線組網，過相應子系統(tǒng)路由模塊提供的路由信息，采集的節(jié)點可以將采集到的數據通過協(xié)調器傳回到主控制機，而主控制機提供的相關的控制信息可以通過路由器提供的信息傳回給相應的子系統(tǒng)下的小模塊，同時協(xié)調器負責整個“基于ZigBee無線傳感網絡的家具商場空氣

43、質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)”的網絡信息以及整個網絡的初始化，完成整個網絡的建立。同時，系統(tǒng)的協(xié)調器可以同主控機間進行通信，達到主控制機對于整個無線傳感網絡的控制以及相應信息的傳遞，實現整個系統(tǒng)的整體功能。</p><p>　　整個系統(tǒng)采用星型網，是一個單跳系統(tǒng)，終端傳感控制節(jié)點通過協(xié)調器與主控制機之間進行信息的交換。無線傳感網絡中路由采用Ad Hoc協(xié)議，TI公司的Z-Stack基于一個輪轉查詢時操作系統(tǒng)，因此通過配

44、置Z-Stack里面的參數調用相關的函數，增添功能需要的應用程序即可實現相關的軟件設計工作。</p><p>　　圖：Z-Stack流程圖</p><p>　　整個Z-stack的主要工作流程，大致分為系統(tǒng)啟動，驅動初始化，OSAL初始化和啟動，進入任務輪循幾個階段。協(xié)議棧已經放在了庫文件當中，是通用文件main函數存在于Zmain函數當中，先是從main函數開始運行的，main函數實現的

45、功能是，初始化硬件、初始化網絡（加入 /創(chuàng)建網絡）、初始化任務列表、進入任務處理循環(huán)。順利完成上述初始化后，開中斷執(zhí)行osal_start_system( )函數開始運行OSAL系統(tǒng)該任務調度函數按照優(yōu)先級檢測各個任務是否就緒，如果存在就緒的任務則調用中相對應的任務處理函數去處理該事件，直到執(zhí)行完所有就緒的任務</p><p>　　Z-stack的任何一個子系統(tǒng)都作為OSAL的一個任務，在開發(fā)應用層的時候，通過

46、創(chuàng)建OSAL任務來運行應用程序。在OSAL層，通過初始化應用服務變量，分配任務ID和分配堆棧內存 ，在AF層注冊應用對象 ，注冊相應的OSAL或者HAL系統(tǒng)服務完成任務的初始化。</p><p>　　圖：OSAL程序流程圖</p><p>　?、谙到y(tǒng)主控制機軟件部分設計規(guī)劃</p><p>　　計算機軟件的設計主要采用Borland C++ Builder的應用程序

47、開發(fā)軟件。計算機軟件部分的功能主要有以下幾點：</p><p>　　將ZigBee無線網絡傳輸到計算機的模塊信息存入到數據庫中，以便對商場中的各種控制、監(jiān)測信息存儲、處理和傳輸到互聯(lián)網用戶。通過計算機軟件，用戶可以直觀的觀測系統(tǒng)中各類信息數據，具體有以下幾點:</p><p>　　1>.氣體檢測方面：直觀的看到家具商場中部署傳感器密集區(qū)域的，和氣體（苯、甲醛、二氧化氮、一氧化碳等等）

48、濃度相關的具體數據，并在某一氣體濃度相關參數超標時，軟件告警，顯示商場內部具體區(qū)域存在安全隱患。PC機能夠準確接收傳感器模塊發(fā)送的氣體檢測數據，并能夠自動檢測數據的合理性，可儲存于PC機的數據庫中。PC主機可有效的對子系統(tǒng)進行控制，實時監(jiān)測子系統(tǒng)的工作狀況，可以對超限情況進行及時的報警，并控制相應的換氣扇對不達標的室內環(huán)境進行簡單的換氣方式凈化。</p><p>　　2>.節(jié)能降耗方面：從軟件可以直觀的看到

49、電源插座的耗電量以及相應參數，同時可以檢測各個中小功率電源開關的工作狀態(tài)，并通過軟件達到控制電源工作狀態(tài)的目的，將計算機發(fā)出的命令由無線網絡傳輸到底層模塊，并有底層模塊實現對終端的控制。</p><p>　　3>.家具商場安防：首先軟件實現實時視頻監(jiān)控的功能，工作人員可以非常直觀的看到有保安攝像頭的地方的具體狀況，并通過軟件的控制云臺系統(tǒng)，工作人員輸入參數到軟件，控制云臺攝像頭的轉向以及相應角度等參數，實現

50、區(qū)域各個方位的監(jiān)控功能;其次，通過軟件直觀反映出商場內部各個店面門、開關和商場大門、開關的相應的參數，及時了解有那幾個店面的門沒鎖好，開關沒關等；最后，通過軟件及視屏系統(tǒng)，達到能夠準確的監(jiān)測商場的火災隱患，當某個地方由于著火兒產生煙霧是，軟件及時告警，并可由攝像頭觀測到危險區(qū)域的著火狀況。</p><p>　　整套系統(tǒng)將主控制機作為WEB服務器，采用B/S結構實現監(jiān)管部門對于家具商場的監(jiān)測與管理，即監(jiān)管部門只需通

51、過連接互聯(lián)網并訪問主控制機WEB服務器的網址即可對相關的數據進行收集，并通過WEB網址實現一定的控制功能?？蛻舳顺薟WW瀏覽器，一般無須任何用戶程序，只需從Web服務器上下載程序到本地來執(zhí)行，在下載過程中若遇到與數據庫有關的指令，由Web服務器交給數據庫服務器來解釋執(zhí)行，并返回給Web服務器，Web服務器又返回給用戶。在B／S模式中，客戶端運行瀏覽器軟件。瀏覽器以超文本形式向Web服務器提出訪問數據庫的要求，Web服務器接受客戶端請求

52、后，將這個請求轉化為SQL語法，并交給數據庫服務器，數據庫服務器得到請求后，驗證其合法性，并進行數據處理，然后將處理后的結果返回給Web服務器，Web服務器再一次將得到的所有結果進行轉化，變成HTML文檔形式，轉發(fā)給客戶端瀏覽器以友好的Web頁面形式顯示出來。</p><p><b>　　系統(tǒng)創(chuàng)新</b></p><p>　　1.嶄新的實現技術：采用無線傳感網絡作為整

53、套系統(tǒng)的信息傳輸通道，通過無線傳感網絡實現整個區(qū)域的無線覆蓋，以及實現主控制機的實時監(jiān)控操作的功能；</p><p>　　2.全新的應用領域：采用無線傳感網絡實時定點監(jiān)測家具商場內的空氣質量及實現節(jié)能環(huán)保工程；</p><p>　　3.實用的應用目標：項目解決了一定的民生問題，充分體現了節(jié)能環(huán)保綠色的時代主題。</p><p><b>　　評測與結論<

54、;/b></p><p>　　空氣質量類系統(tǒng)模塊傳感器終端能夠準確獲取不同氣體的物理參數，如濃度。獲取的數據能夠達到要求的精度。當室內氣體濃度物理參數超過警戒值時，發(fā)出報警的功能。通過與節(jié)能降耗有關的控制終端可以實現對于電源開關的智能化，高效低耗能的控制，實現對于電量的檢測與處理，實現智能化，高效率的控制排風扇，電燈等設備，達到節(jié)能減排的目的。安保檢測模塊實現對于商場內的非法闖入，店面商場門面的安全防護，以

55、及火災的及時預警。</p><p>　　每個傳感控制的終端具有低功耗，低成本，高可靠性的基本性能。通過整套無線傳感網絡的建立與信息的傳輸最終實現整套系統(tǒng)的整體功能。實時值守的系統(tǒng)計算機通過協(xié)調器與整個無線傳感控制網絡進行信息的傳遞，并且主控制機提供互聯(lián)網接口，可接入互聯(lián)網，同時具備實時數據的監(jiān)視功能。對接收或發(fā)送的數據及全系統(tǒng)進行實時監(jiān)視。整體無線網絡可以高效組網，有效，快速的傳輸數據，保證信號傳輸的穩(wěn)定性與實時

56、性。</p><p>　?、偻瓿伞盎赯igBee無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)”一套</p><p>　?、凇盎赯igBee無線傳感網絡的家具商場空氣質量監(jiān)測與節(jié)能控制系統(tǒng)”工作演示</p><p>　　相關研究技術報告一份</p><p><b>　　附錄</b></p><p

57、>　　氣體檢測節(jié)點 火災預警節(jié)點 </p><p>　　非法闖入節(jié)點 網絡協(xié)調器</p><p>　　人員流