CN208026588U - 基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于物联网技术领域，公开了一种基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置，所述基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置包括：太阳能电池板；所述太阳能电池板通过导线与蓄电池连接，所述蓄电池与单片机连接；所述单片机通过ZigBee接收和发送模块与服务器连接。本实用新型利用ZigBee无线网络技术的低成本、低功耗等特点，改变了传统冗杂的有线检测方式，避免了布线的繁琐；利用太阳能供电，在不易铺设电力线路的地域也能够实现电力供给，并且节能、环保。可以进行实时地监测到各高校的环境质量等情况。

Description

基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置

技术领域

本实用新型属于太阳能供电和ZigBee传输技术领域，尤其涉及一种基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置。

背景技术

目前，在当今的社会中，随着生活水平质量的逐步提高，各高校对生活环境的质量同时也提出了更加高的要求；但是现如今各高校的环境监测系统比较少，而且环境监测的点的位置比较分散、无人值守、地理的环境复杂等，所以人工监测环境质量数据很不方便，执行的效率同时也很低，并且都采用有线的方式收集数据，因此会造成投入大，布线繁琐，传输距离有限，固然没有形成完善方便的监控网。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的环境监测系统存在人工监测环境质量数据很不方便，执行的效率很低；采用有线的方式收集数据，造成投入大，布线繁琐，传输距离有限。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置。

本实用新型是这样实现的，一种基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置，所述基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置包括：

太阳能电池板；

所述太阳能电池板通过导线与蓄电池连接，所述蓄电池通过LM2940稳压输出与单片机连接；

所述单片机通过ZigBee接收和发送模块与服务器连接。

进一步，PM2.5粉尘传感器、温湿度传感器与单片机连接；DHT11模块与单片机连接：VCC-VCC GND-GND DATA-P2.0。

进一步，STC89C51单片机与LCD显示器和ZigBee接收和发送模块连接；STC89C51单片机的P0口连接LCD显示器。

进一步，服务器与Labview上位机连接；服务器与电脑端口连接，然后在Labview上位机串口处选择相对应的串口，从而将服务器与Labview上位机连接起来。上位机通过串口与单片机的进行数据传输(单片机的RXD和TXD)。

本实用新型的优点及积极效果为：利用ZigBee无线网络技术的低成本、低功耗等特点，改变了传统冗杂的有线检测方式，避免了布线的繁琐；利用太阳能供电，在不易铺设电力线路的地域也能够实现电力供给，并且节能、环保。可以进行实时地监测到各高校的环境质量等情况。

本实用新型可以实现对多实验楼、多个校区的环境等信息进行实时的管理和监控功能的一种系统。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置原理框图；

图3是本实用新型实施例提供的蓄电池的电路连接示意图；

图4是本实用新型实施例提供的STC89C51单片机的电路连接示意图；

图5是本实用新型实施例提供的PM2.5粉尘传感器的电路连接示意图；

图6是本实用新型实施例提供的温湿度传感器的电路连接示意图；

图7是本实用新型实施例提供的ZigBee接收和发送模块的电路连接示意图；

图8是本实用新型实施例提供的LCD显示器的电路连接示意图；

图9是本实用新型实施例提供的Labview上位机的工作流程图；

图中：1、太阳能电池板；2、ZigBee接收和发送模块；3、STC89C51单片机；4、PM2.5粉尘传感器；5、温湿度传感器；6、LCD显示器；7、Labview上位机；8、蓄电池；9、服务器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置包括：太阳能电池板1、ZigBee接收和发送模块2、STC89C51单片机3、PM2.5粉尘传感器4、温湿度传感器5、LCD显示器6、Labview上位机7、蓄电池8、服务器9。

太阳能电池板1通过导线与蓄电池8连接，PM2.5粉尘传感器4、温湿度传感器5、蓄电池8与STC89C51单片机3连接，STC89C51单片机3与LCD显示器6和ZigBee接收和发送模块2连接，STC89C51单片机3通过ZigBee接收和发送模块2与服务器9连接，服务器9与Labview上位机7连接。

下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。

如图2所示，本实用新型实施例提供的基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置包括：太阳能电池板1、ZigBee接收和发送模块2、STC89C51单片机3、PM2.5粉尘传感器4、温湿度传感器5、LCD显示器6、Labview上位机7、蓄电池8、服务器9。

太阳能电池板1通过导线与蓄电池8连接，PM2.5粉尘传感器4、温湿度传感器5、蓄电池8与STC89C51单片机3连接，STC89C51单片机3与LCD显示器6和ZigBee接收和发送模块2连接，STC89C51单片机3通过ZigBee接收和发送模块2与服务器9，服务器9与Labview上位机7连接。

如图3所示，太阳能电池板1的蓄电池8采用5V稳定的电压。

如图4所示，STC89C51单片机3，采用5V电源来驱动单片机的内部运行，使单片机最小系统里复位电路、时钟电路、电源电路都进行相应的工作，并且满足了其他电路的要求，内部含有高增益的反向放大寄存器，可以产生自激振荡，提高频率的稳定性。

如图5所示，PM2.5粉尘传感器4，具备性能稳定、测试精度高、多功能性强、方便安装于仪器设备等特点，能够广泛地用于公共场所环境以及大气环境的各种测定仪器中，同时也可以用作空调，空气净化器，环境监测，换气扇等等，电路连接图如图5所示。

如图6所示，温湿度传感器5采用DHT11，是新型单总线温湿度数字传感器；DHT11传感器包含了1个NTC测温元件和1个电阻式感湿元件，并且与1个高性能8位51单片机相互连接；单线制串行接口可以使系统的连接可以更加简洁。功耗极低，信号的传输间隔可以高达20m以上。作为一种新型的单总线数字温湿度传感器，DHT11拥有了体积小、性价比高、功耗低、抗干扰能力强、响应速度快、控制简单等优点。

如图7所示，ZigBee接收和发送模块2是一种可靠性十分高的无线数据传输网络，ZigBee数据传输模块类似于无线收集基站。通信间隔从标准的75m到几百米、几千米，而且允许无限扩大。

如图8所示，LCD显示器6采用LCD1602液晶作为显示器件输出采集到的温湿度和粉尘数据，具备显示内容丰富，功耗低，体积小等优点。

如图9所示，Labview上位机7采用labview编程；把下位机采集回来的温湿度值和粉尘的质量值通过串口与上位机通信，上位机把每一次读的值分别存储下来，然后对它们进行分析处理，与标准的值进行比较从而进一步作出处理，程序框图9如下，框图中d为下位机采集到的数据，d1为正常范围的下限值，d2为正常范围的上限值。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置，其特征在于，所述基于太阳能的ZigBee无线校园网络环境监测装置包括：

太阳能电池板；

所述太阳能电池板通过导线与蓄电池连接，所述蓄电池通过LM2940稳压输出与单片机连接；

所述单片机通过ZigBee接收和发送模块与服务器连接；

PM2.5粉尘传感器、温湿度传感器与单片机连接；

STC89C51单片机与LCD显示器和ZigBee接收和发送模块连接；

所述STC89C51单片机的P0口连接LCD显示器；

服务器与Labview上位机连接；

服务器与电脑端口连接在Labview上位机串口；上位机通过串口与单片机的RXD和TXD连接。