基于ZigBee技术的生态环境监测系统研究与实现-开题报告

平顶山学院毕业论文(设计)开题报告书论文(设计)题目基于ZigBee技术的生态环境监测系统研究与实现学生姓名王学文学号111530223专业年级软件工程2011所在院系软件学院指导教师姓名、职称鲁书喜教授宁菲菲助教选题的背景、意义及研究现状1.选题背景随着近年来环境污染越来越严重，我国对环境保护越来越重视，对于环境监测的研究提出了更高的要求。在环境非常恶劣、人烟稀少的监测区域，采用Zigbee技术对生态环境监测，可以使工作人员坐在办公室对监控区域的信息进行采集、分析，解决了维护监控设备困难的难题。基于Zigbee技术的生态环境监测的低成本、低功耗、网络容量大、实时性强、安全性高等诸多优势使其在激烈的竞争中脱颖而出。2.选题意义环境监测采用ZigBee技术改变了当前环境监测落后的现状，解决了环境监测中遇到的一些问题，与传统的环境监测技术相比，ZigBee在环境检测中有以下几个比较明显的特点：（1）可以通过中间节点传输现场采集的数据，能耗和成本不增加的前提下，可以提高提高系统的性能；（2）廉价和快速部署网络，网络的自组织行为他们提供了可能；（3）网络的鲁棒性，抗破坏能力满足特定的应用需求；（4）在实时性和安全性上也存在一定的优势。在环境监测中ZigBee的应用有着非常美好的发展前景及研究价值。3.研究现状在国外，ZigBee技术被广泛应用，尤其是在美国的智能电网方面。目前美国的电表智能抄表工作均是由ZigBee技术来完成的，通过ZigBee技术实时地将用户用电信息传输回电厂。国外现已有许多采用ZigBee技术的智能家庭方面的应用，而在国内由于价格、产业链等方面的制约，基于ZigBee技术的智能家居还处于发展阶段。但是随着我国物联网正进入发展的快车道，ZigBee技术正处于逐步被国内越来越多的用户接受。ZigBee技术也已在部分智能传感器场景中进行了应用。如在北京地铁9号线隧道施工过程中的考勤定位系统便采用的是ZigBee技术。研究内容、研究方法与思路1.研究内容通过在环境监测区域内部署大量的传感器节点，经由无线通信方式形成一个多跳的网络系统，从而实现网络覆盖区域内环境温、湿度、二氧化硫浓度、光照信息的采集量化、处理融合和传输应用。主要研究：环境检测系统结构及网络组织形式；传感器节点软件设计；检测数据传输的设计；环境检测中心软件系统的设计；环境监测系统的监控平台系统的软件架构；设计监控平台与基站节点的数据通信格式。2.研究方法在硬件方面，主要对网络拓扑结构、中心节点、传感器节点进行设计。在软件方面，将软件分为数据通信部分设计、传感器节点监测软件、运行于PC的远程监控系统软件三部分，利用第三方提供的API开发平台进行监测系统的传感器节点软件结构设计及代码实现，利用VC++及SQL2000数据库系统实现监测软件各大模块的设计。3.研究思路首先，上网查询相关资料，了解到采用Zigbee技术进行远程监测适合我国目前环境监测的需求。再根据查阅的资料进行网络拓扑结构设计，在中心节点的无线覆盖范围内进行传感器节点的架构，并实现网络管理和各个节点间的相互通信。在软件设计方面，确定系统包括几大模块以及各模块具体要实现的功能，并利用TIMSP430开发环境对系统进行总体设计。最后，通过大量的测试得出该系统能够实现远程监测环境。主要创新点1.增加或减少监测终端不受限制使得系统灵活性较大。2.对环境进行监测的同时，还可对指定区域进行信息查询。3.系统实现监测对象信息的采集、量化、处理融合、传输、显示以及分析一体化。总体安排和计划进度（包括阶段性工作内容及完成时间）主要包括以下安排：2014年10月20日：完成毕业设计选题；2014年10月21日至11月12日：查阅搜集分析材料并完成毕业设计开题报告；2014年11月13日至2015年3月16日：完成系统开发以及毕业论文初稿；2015年3月17日至4月10日：完善系统，提交毕业论文定稿和答辩相关资料；2015年4月11日至4月27日：答辩。准备情况（查阅文献资料及调研情况、实验仪器设备准备情况等）1.主要文献资料[1]罗瀚.基于ZigBee技术的温室无线传感器网络环境监测系统研究[D].吉林大学.2013[2]王风.基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现[D].西安电子科技大学.2012[3]章伟聪,俞新武等.基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点[J].计算机系统应用.2011(07)[4]章颢.基于Zigbee无线传感器网络的室内环境监测系统设计[D].湖南大学.2013[5]张海藩.软件工程导论[M].清华大学出版社.2008[6]孙利民.无线传感器网络[M].清华大学出版社.2005[7]吕治安.ZigBee网络原理与应用开发[M].北京航空航天大学出版社.2008[8]黄潋之.基于Zigbee传感器网络的室内环境监测系统设计[D].哈尔滨理工大学.2012[9]王小强等.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].化学工业出版社.20122.实验仪器设备准备情况操作系统：Windows7开发平台：IAREmbeddedWorkbenchforTIMSP430指导教师意见：指导教师签名：年月日毕业论文（设计）工作领导小组意见：组长签名：年月日