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1總體設(shè)計(jì)

整個(gè)倉庫管理系統(tǒng)由3個(gè)部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)采集模塊由傳感器和CC2530節(jié)點(diǎn)兩部分構(gòu)成：傳感器感知外界信號(hào)；CC2530節(jié)點(diǎn)對(duì)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行處理，使之成為數(shù)字量。數(shù)據(jù)傳輸模塊為路由節(jié)點(diǎn)，它在網(wǎng)絡(luò)中僅起數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和擴(kuò)大傳輸距離的作用，并且路由節(jié)點(diǎn)通過路由將CC2530節(jié)點(diǎn)采集并處理的數(shù)據(jù)無線傳遞給協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器通過串口將數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)，并且將數(shù)據(jù)保存在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中。這些數(shù)據(jù)在PC機(jī)上可以實(shí)時(shí)顯示，用戶也可以通過訪問數(shù)據(jù)庫查詢傳感器的相關(guān)信息。

2硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件由三個(gè)部分構(gòu)成：zigbee終端節(jié)點(diǎn)、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)和ZigBee協(xié)調(diào)器。

2.1ZigBee終端節(jié)點(diǎn)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)由CC2530核心板[3]、外圍電路和傳感器三個(gè)部分組成。CC2530核心板是由業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型51單片機(jī)[4]和RF無線射頻模塊組成，系統(tǒng)內(nèi)可編程的256KB閃存，8KBRAM和許多其他強(qiáng)大的功能。CC2530具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適用低功耗要求的系統(tǒng)。核心板原理圖如圖2所示。本系統(tǒng)運(yùn)用到了5種傳感器，分別是煙霧傳感器、紅外傳感器、溫濕度傳感器、超聲傳感器和光敏傳感器。因各種傳感器的插槽結(jié)構(gòu)都相同，僅對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)口不同，故以溫濕傳感器為例說明硬件結(jié)構(gòu)，其他傳感器在此不做贅述。所用的DHT11數(shù)字溫濕度傳感器[5]是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)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與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包含一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)連接。此傳感器有3個(gè)有效引腳：VDD、DATA(接P1.2口)、GND。

2.2ZigBee路由節(jié)點(diǎn)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)僅僅作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中轉(zhuǎn)站，尋找最佳路由，提高數(shù)據(jù)傳輸距離，故其硬件原理圖與ZigBee終端節(jié)點(diǎn)大致相同，只是缺少傳感器連接設(shè)計(jì)。

2.3ZigBee協(xié)調(diào)器ZigBee終端節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)經(jīng)路由器節(jié)點(diǎn)無線發(fā)送給協(xié)調(diào)器，為了形象地看到數(shù)據(jù)信息，在協(xié)調(diào)器上加了LCD12864液晶屏，這樣便于查看，其他硬件部分與ZigBee路由節(jié)點(diǎn)大致相同。LCD12964液晶屏原理圖如圖4所示。

3軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件主要包括數(shù)據(jù)采集與傳輸程序、協(xié)調(diào)器控制程序和上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示程序。

3.1數(shù)據(jù)采集與傳輸程序數(shù)據(jù)采集程序主要采集倉庫內(nèi)的溫濕度和光照情況。當(dāng)有盜賊時(shí)，就會(huì)觸發(fā)紅外傳感器報(bào)警，并且啟動(dòng)超聲波傳感器測(cè)量盜賊的距離情況；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧傳感器就會(huì)啟動(dòng)，蜂鳴器報(bào)警。

3.2協(xié)調(diào)器控制程序協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)把節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)通過串口傳給上位機(jī)進(jìn)行處理和顯示，并且，上位機(jī)也通過串口向協(xié)調(diào)器發(fā)送控制指令，協(xié)調(diào)器將指令處理后發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)操作。

3.3上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示程序上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示程序包括數(shù)據(jù)處理和信息查詢兩部分。數(shù)據(jù)處理模塊基于VB6.0[6]實(shí)現(xiàn)，主要包括串口通信與數(shù)據(jù)處理和顯示。使用MSComm控件來實(shí)現(xiàn)串口通信，使之非常方便地連接協(xié)調(diào)器設(shè)備和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。終端節(jié)點(diǎn)將相應(yīng)信息無線發(fā)給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過串口傳給VB上位機(jī)軟件，在VB中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)信息顯示在VB界面上。VB界面上顯示紅外傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器、光敏傳感器、超聲波傳感器的數(shù)據(jù)信息。傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)VB處理顯示后，同步存到后臺(tái)SQLServer[7]數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，以便用戶進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢和調(diào)用。數(shù)據(jù)庫有對(duì)應(yīng)5個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的5張表，以溫濕度傳感器為例，表內(nèi)字段包括ID(傳感器ID號(hào))，Time(采集時(shí)間)，Temperature(溫度值),Humidity(濕度值)。除了通過VB上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控傳感器狀態(tài)外，還可以通過網(wǎng)頁形式在局域網(wǎng)任何地方查看傳感器狀態(tài)。網(wǎng)頁語言使用[8]實(shí)現(xiàn)，主要實(shí)現(xiàn)過程是讀取SQLServer數(shù)據(jù)庫中表的字段值，然后到IIS服務(wù)器，這樣使得用戶在局域網(wǎng)中的任何位置都能通過網(wǎng)頁形式訪問數(shù)據(jù)庫，查看傳感器節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息。

4結(jié)語

本文提出了一種基于ZigBee技術(shù)的倉庫管理監(jiān)控系統(tǒng)來為布線困難、維護(hù)不易的領(lǐng)域解決了數(shù)據(jù)采集、傳輸和監(jiān)控的難題。在遠(yuǎn)程端可以通過上位機(jī)軟件監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的各種物理信息，無需人為干預(yù)，起到防火、防盜的作用，并且加入CO傳感器、酒精傳感器等各種傳感器后，能布置到充滿有毒、有害氣體的領(lǐng)域。

作者：劉一婷楊恒張正炳單位：長江大學(xué)電子信息學(xué)院湖北江漢石油儀器儀表股份有限公司