ZigBee技术在污染气体监测系统中的研究与应用

摘要

大气环境是人类生存的自然环境的重要组成部分，也是人类生存、发展的基本物质基础。大气污染物的主要来源于工厂的废气排放，这些废弃物主要成分是SO2、氮气的各种化合物NOx等。这些废弃物经工厂直接排放或间接排放到大气中，对大气造成极大的破坏，严重地危害到人们的身体健康。所以建立一个空气质量监测系统具有重大的经济、社会意义。
　　 随着无线传感器网络技术的日趋成熟，为了能实时、有效地对企业排放的污染气体进行监测，本文采用Zigbee技术对污染气体进行自动监测。论文主要介绍空气质量监测的背景及意义，无线传感器网络及Zigbee技术。对空气质量监测系统的硬件电路和软件进行了设计。
　　 设计中的无线收发模块采用XBee-PRO DigiMesh900芯片，利用单片机作为控制芯片，结合传感器和无线收发模块共同组成一个传感器节点，将采集的数据经过处理变成串行数据后，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络，发送给汇聚节点，汇聚节点是由无线收发模块、单片机和以太网控制芯片CP2200组成。汇聚节点接受到的数据再通过以太网发送到控制中心。传感器节点和汇聚节点都采用太阳能电池和锂电池相结合共同供电的方式。
　　 最后利用Digi公司无线通讯产品测试软件X-CTU对ZigBee模块进行了实验，利用NS2进行了网络仿真，通过仿真，网络运行良好，丢包率低，延迟时间短，满足系统自动监测的需求。