CN104965470A - 基于ZigBee技术的粮仓监控系统 - Google Patents

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CN104965470A
CN104965470A CN201510405302.1A CN201510405302A CN104965470A CN 104965470 A CN104965470 A CN 104965470A CN 201510405302 A CN201510405302 A CN 201510405302A CN 104965470 A CN104965470 A CN 104965470A
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control module
humidity
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胡国良
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Suzhou Hexinmei Electronic Technology Co Ltd
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25341—Single chip programmable controller

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee技术的粮仓监控系统，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块和显示模块；传感器模块包含若干均匀分布在粮仓内的传感器单元；无线通信模块包含一个和控制模块相连的汇总节点和若干个和传感器单元一一对应连接的分布节点，汇总节点和分布节点基于ZigBee无线通信；传感器单元包含温度传感器、湿度传感器和微控制器，其中，微控制器将接受到的温度信息、湿度信息以及其所在地的位置信息传递给所述控制模块；控制模块用于将各个传感器单元的位置信息、温度信息和湿度信息在显示模块上显示出来。本发明结构简单，使用方便，能够有效监控粮仓的状况，减少了工作人员的工作量。

Description

基于ZigBee技术的粮仓监控系统
技术领域
本发明涉及粮仓监控领域，尤其涉及一种基于ZigBee技术的粮仓监控系统。
背景技术
粮食始终是经济发展、社会稳定和国家自立的基础，任何时候都不能出现闪失。粮食安全是国家安全战略的重要组成部分，党的十七大将“确保国家粮食安全”首次写入党的重要文献，这是党和国家基于我国国情所作出的正确决策和方针，充分体现了党中央对粮食安全问题的高度重视，对构建符合中国国情的粮食安全保障体系起到重要的作用。
国务院要求建立完备流畅的省、市、县三级地方储备粮体系，对保护农民种粮积极性，调节粮食市场供求，确保国家粮食安全，发挥了积极的作用，对国民经济持续快速健康发展产生了积极的影响。近来，随着国内、外粮食形势的变化，粮油储备的安全问题越发显得重要。
低温储粮仍是现今保持粮食品质最好的方法。
粮仓内的湿度也是有要求的，如果湿度过高，容易霉变。
现有的粮仓管理主要还是依靠人为，需要一个点一个点的检测，十分耗费人力。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee技术的主要优点如下：
1.低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。
2.低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元。
3.低速率。ZigBee工作在20～250kbps的速率，分别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。
4.近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加发射功率后，亦可增加到1～3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。
5.短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s。
6.高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。
7.高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制清单(AccessControlList,ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。
8.免执照频段。使用工业科学医疗(ISM)频段，915MHz(美国),868MHz(欧洲),2.4GHz(全球)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于ZigBee技术的粮仓监控系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于ZigBee技术的粮仓监控系统，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块和显示模块；
所述传感器模块包含若干均匀分布在粮仓内的传感器单元；
所述无线通信模块包含一个和所述控制模块相连的汇总节点和若干个和所述传感器单元一一对应连接的分布节点，所述汇总节点和分布节点基于ZigBee无线通信；
所述传感器单元包含温度传感器、湿度传感器和微控制器；
所述温度传感器用于感应其所在地的温度，并将感应到的温度传递给所述微控制器；
所述湿度传感器用于感应其所在地的湿度，并将感应到的湿度传递给所述微控制器；
所述微控制器用于将接受到的温度信息、湿度信息以及其所在地的位置信息传递给所述控制模块；
所述控制模块用于将各个传感器单元的位置信息、温度信息和湿度信息在显示模块上显示出来。
作为本发明基于ZigBee技术的粮仓监控系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用51系列单片机。
作为本发明基于ZigBee技术的粮仓监控系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用AT89S52单片机。
作为本发明基于ZigBee技术的粮仓监控系统进一步的优化方案，所述汇总节点、分布节点的型号均为CC2420。
作为本发明基于ZigBee技术的粮仓监控系统进一步的优化方案，所述温度传感器的型号为DS18B20。
作为本发明基于ZigBee技术的粮仓监控系统进一步的优化方案，所述湿度传感器的型号为HS1101。
作为本发明基于ZigBee技术的粮仓监控系统进一步的优化方案，所述显示模块采用液晶显示器。
作为本发明基于ZigBee技术的粮仓监控系统进一步的优化方案，所述液晶显示器的型号为三星S27D590C。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 结构简单，使用方便；
2. 有效监控粮仓的状况，减少了工作人员的工作量。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明公开了一种基于ZigBee技术的粮仓监控系统，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块和显示模块；
所述传感器模块包含若干均匀分布在粮仓内的传感器单元；
所述无线通信模块包含一个和所述控制模块相连的汇总节点和若干个和所述传感器单元一一对应连接的分布节点，所述汇总节点和分布节点基于ZigBee无线通信；
所述传感器单元包含温度传感器、湿度传感器和微控制器；
所述温度传感器用于感应其所在地的温度，并将感应到的温度传递给所述微控制器；
所述湿度传感器用于感应其所在地的湿度，并将感应到的湿度传递给所述微控制器；
所述微控制器用于将接受到的温度信息、湿度信息以及其所在地的位置信息传递给所述控制模块；
所述控制模块用于将各个传感器单元的位置信息、温度信息和湿度信息在显示模块上显示出来。
所述控制模块的处理器采用51系列单片机。
所述51系列单片机的型号为AT89S52。
所述汇总节点、分布节点的型号均为CC2420。
所述温度传感器的型号为DS18B20。
所述湿度传感器的型号为HS1101。
所述显示模块采用液晶显示器，型号为三星S27D590C。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，包含传感器模块、无线通信模块、控制模块和显示模块；
所述传感器模块包含若干均匀分布在粮仓内的传感器单元；
所述无线通信模块包含一个和所述控制模块相连的汇总节点和若干个和所述传感器单元一一对应连接的分布节点，所述汇总节点和分布节点基于ZigBee无线通信；
所述传感器单元包含温度传感器、湿度传感器和微控制器；
所述温度传感器用于感应其所在地的温度，并将感应到的温度传递给所述微控制器；
所述湿度传感器用于感应其所在地的湿度，并将感应到的湿度传递给所述微控制器；
所述微控制器用于将接受到的温度信息、湿度信息以及其所在地的位置信息传递给所述控制模块；
所述控制模块用于将各个传感器单元的位置信息、温度信息和湿度信息在显示模块上显示出来。
2. 根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用51系列单片机。
3. 根据权利要求2所述的基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用AT89S52单片机。
4. 根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，所述汇总节点、分布节点的型号均为CC2420。
5. 根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，所述温度传感器的型号为DS18B20。
6. 根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，所述湿度传感器的型号为HS1101。
7. 根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，所述显示模块采用液晶显示器。
8. 根据权利要求7所述的基于ZigBee技术的粮仓监控系统，其特征在于，所述液晶显示器的型号为三星S27D590C。
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