空氣濕度監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告</b></p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p>　　空氣濕度監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)</p><p>　　一、前言（說明設(shè)計(jì)或論文的目的、意義，介紹有關(guān)感念）</p><p>　　濕度，對于人們來說已經(jīng)是一個很熟悉的詞語，因?yàn)槊?/p>

2、天的天氣預(yù)報都會提到空氣的濕度?？梢娍諝鉂穸仁且粋€很重要的環(huán)境因素。本次設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)一個濕度監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時的監(jiān)測環(huán)境中的濕度，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控器，方便管理者根據(jù)情況，調(diào)控相關(guān)設(shè)備。</p><p>　　對一些對環(huán)境濕度有要求的地方，比如：儲物倉庫必需保持干燥，貨物才能長期保存；醫(yī)院病房也是一樣，病菌喜歡生活在潮濕溫暖的地方；而家庭里的最適宜的濕度是45%——55%，人在這種相對濕度下感覺最舒適。本設(shè)

3、計(jì)就是針對以上地方的空氣濕度監(jiān)測而設(shè)計(jì)。</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的信息采集技術(shù)。在現(xiàn)在這個信息時代日益受到國內(nèi)外科研工作者的高度重視。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，指的是在環(huán)境中布置傳感器節(jié)點(diǎn)，并以無線通信方式組織成網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點(diǎn)完成一些數(shù)據(jù)采集工作，節(jié)點(diǎn)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，并最終由特定的應(yīng)用接收。</p><p>　　目前環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還是一個新興的技術(shù)

4、，還處于發(fā)展階段。在未來的生活中，會有越來越多的微型的智能的自動監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，為我們提供更加輕松，舒適的生活，工作環(huán)境。</p><p>　　二、主題（闡明有關(guān)主題的背景、現(xiàn)狀和發(fā)展方向，以及對這些問題的評述）</p><p>　　空氣濕度是一種表示大氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越多，則空氣越潮濕；水汽越少，則空氣越干燥?？諝鉂穸仍谠S多方面有重要的用途，在

5、大氣學(xué)、氣象學(xué)和氣候?qū)W中它都是非常一個重要值。在實(shí)際生活中濕度也有著很大的用途。在醫(yī)學(xué)上空氣的濕度與呼吸之間的關(guān)系非常緊密，在建筑物理中露點(diǎn)是一個非常重要的量，而一般人在45-55%的相對濕度下感覺最舒適。</p><p>　　隨著時代的進(jìn)步，越來越多的人開始注意自身的生活環(huán)境質(zhì)量，這就為環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品的興起提供了機(jī)會。目前的大部分環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)還停留在工業(yè)時代，也就是如果工作人員如果需要知道環(huán)境參數(shù)，只能實(shí)地測量記

6、錄，這樣既浪費(fèi)人力，時效性也差，不能實(shí)時監(jiān)測，遇到突發(fā)事件反映速度會很慢，完全不能滿足現(xiàn)代社會的需求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的目的就是建設(shè)一個實(shí)時濕度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，將監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)直接送到管理員的顯示器上面，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，實(shí)時顯示，實(shí)時管理。由于技術(shù)，人員，資金，時間上的限制，本設(shè)計(jì)只能做一個簡易的模型。但我相信未來這種系統(tǒng)一定會有很大的發(fā)展，這種系統(tǒng)一定會更加微型化，智能化，為我們的生活提供便利和舒

7、適。</p><p>　　常用的溫度計(jì)可分為三類:一類利用物體熱脹冷縮原理來測量溫度，如水銀溫度計(jì)，壓力式溫度計(jì)等。二類利用物體的電阻隨溫度的變化而發(fā)生變化的特性來檢測溫度，如熱電偶，熱敏電阻等。三類利用物體表面熱輻射強(qiáng)度與溫度的關(guān)系來檢測溫度，如輻射溫度計(jì)，光學(xué)高溫計(jì)等。濕度傳感器按照濕度傳感元件的不同，可分為干濕球，電解質(zhì)和半導(dǎo)體，冷鏡式三大系列。比如常見的：干濕球濕度計(jì)，氯化鋰濕度計(jì)，冷鏡式露點(diǎn)儀等。<

8、;/p><p>　　本設(shè)計(jì)所用的溫濕度傳感器是濟(jì)南聯(lián)誠創(chuàng)發(fā)科技有限公司生產(chǎn)的數(shù)字溫濕度傳感器DHT21(AM2301),它是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容式感應(yīng)元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機(jī)相連。因此該產(chǎn)品具有超快響應(yīng)，抗干擾能力強(qiáng)，性價比高等優(yōu)點(diǎn)?？梢愿訙?zhǔn)確的反應(yīng)環(huán)境的溫

9、濕度關(guān)系。</p><p>　　無線傳輸模塊是利用無線技術(shù)進(jìn)行無線傳輸?shù)囊环N模塊。它被廣泛地應(yīng)用于電腦無線網(wǎng)絡(luò)，無線通訊，無線控制等領(lǐng)域。無線模塊主要由發(fā)射器和接收器以及控制器組成。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)通過飛行器撒播、人工埋置等方式任意散落在被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，以自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)目的多少，傳感器網(wǎng)絡(luò)可按平面結(jié)構(gòu)和分簇結(jié)構(gòu)川來構(gòu)建。平面結(jié)構(gòu)比較健壯，但是控制開銷大，可擴(kuò)展性不佳，主要適用十中小型網(wǎng)絡(luò)。在分簇

10、結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)被劃分成簇，每個簇包含一個簇頭和多個簇成員，簇頭和網(wǎng)關(guān)構(gòu)成虛擬骨干網(wǎng)。分簇結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)充性好，容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的管理和同步，主要用于大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　相比較而言，用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式比其它方式具有如下的優(yōu)點(diǎn)，下面介紹一下用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式相比于有線通訊的優(yōu)點(diǎn)：成本低廉；建設(shè)工程周期短；適應(yīng)性好；擴(kuò)展性好；設(shè)備維護(hù)上更容易實(shí)現(xiàn)。<

11、;/p><p>　　數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其他待測設(shè)備的模擬和數(shù)字被測單元中自動采非電量或者電量信號,送到上位機(jī)中進(jìn)行分析和處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個接口。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛引用在各個領(lǐng)域。比如攝像頭，麥克風(fēng)，都是數(shù)據(jù)采

12、集工具。被采集數(shù)據(jù)是已被轉(zhuǎn)換為電訊號的各種物理量，如溫度、水位、風(fēng)速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。采集一般是采樣方式，即隔一定時間（稱采樣周期）對同一點(diǎn)數(shù)據(jù)重復(fù)采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時值，也可是某段時間內(nèi)的一個特征值。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)量測是數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)量測方法有接觸式和非接觸式，檢測元件多種多樣。不論哪種方法和元件，均以不影響被測對象狀態(tài)和測量環(huán)境為前提，以保證數(shù)據(jù)的正確性。數(shù)據(jù)采集含義很廣，包抱對面狀連續(xù)物理量的采集。在

13、計(jì)算機(jī)輔助制圖、測圖、設(shè)計(jì)中，對圖形或圖像數(shù)字化過程也可稱為數(shù)據(jù)采集，此時被采集的是幾何量（或包括物理量，如溫度，濕度）數(shù)據(jù)。</p><p>　　在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展的現(xiàn)在，數(shù)據(jù)采集已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)及分布式領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)生了重要的變化。首先，分布式控制應(yīng)用場合中的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在國內(nèi)外已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。其次,總線兼容型數(shù)據(jù)采集插件的數(shù)量不斷增大,與個人計(jì)算機(jī)兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)量也在增加

14、。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，以及很多應(yīng)用方面有較高的實(shí)時性要求，這些約定已經(jīng)成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。國內(nèi)外各種數(shù)據(jù)采集機(jī)先后問世，將數(shù)據(jù)采集帶入了一個全新的時代。</p><p>　　三、總結(jié)（將有關(guān)主題進(jìn)行扼要總結(jié)，提出自己的見解并對其發(fā)展方向做一定的展望）</p><p>　　空氣溫度和濕度在我們的日常生活中，越來越受到大家的重視，逐漸成為了大家所關(guān)心的環(huán)境質(zhì)量的一部

15、分。而無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是近幾年才出現(xiàn)的新興技術(shù)，通過紅外線技術(shù)及射頻技術(shù)將人們連接起來，實(shí)現(xiàn)無線通訊，無線傳輸，讓資訊的傳播更加的迅速。作為兩者的結(jié)合——空氣溫濕度監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，必將會很大的發(fā)展空間。</p><p>　　無線網(wǎng)絡(luò)，特別是無線局域網(wǎng)給我們的生活帶來了極大的方便，為我們提供了無處不在的、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，但是，由于無線信道特有的性質(zhì)，使得無線網(wǎng)絡(luò)連接具有一定的不穩(wěn)定性，大大影響了服務(wù)質(zhì)量，這都對我們

16、提出了新的要求，等待我們不斷完善。相信未來的系統(tǒng)會更加的微型化，智能化，給我們的生活帶來更多的便利與舒適。</p><p>　　四、參考文獻(xiàn)（根據(jù)文中參閱和引用的先后次序按序編排）</p><p>　　[1] 郭世富, 馬樹元, 吳平東, 陳之龍. 基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]. 電子技

17、術(shù)應(yīng)用 , 2006,(06)  [2] 張宏鋒, 李文鋒. 基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(信息與管理工程版) , 2006,(08)  [3] 馬祖長, 喬暉, 孫怡寧. 一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)[J]. 儀表技術(shù)與傳感器 ,

18、0;2003,(11)  [4] 封瑜, 葛萬成. 基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與應(yīng)用[J]. 數(shù)字通信世界 , 2006,(08)  [5] 施承, 宋鐵成, 葉芝慧, 胡靜, 沈連豐. 基于Zigbee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研制[J]. 廣東通信技術(shù) ,&

19、#160;2006,(01)  [6] 汪文勇. IPv6技術(shù)與應(yīng)用例舉之四 IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)[J]. 中國教育網(wǎng)絡(luò) , 2005,(10)  [7] 田忠, 宋鐵成, 葉芝慧, 沈連豐. 基于IEEE802.15.4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子工程師 ,