基于WSN的森林火灾监控数据处理系统

摘要 森林对于人类来说至关重要，它是生态平衡的保护着。但是近年来，随着气候变化，人为活动等因素，森林安全受到了巨大的威胁。这其中，森林火灾是威胁森林的最大原因之一，它不仅会造成很大的人力物力的流失，关键的是，我们会更多的失去原本就在减少的森林资源。所以，森林火灾的实时监测与防治迫在眉睫。现各国都有很多种方法来预防火灾，但都不尽如人意，人们一直在寻找一种双赢的防治森林火灾。我们综合现状，设计了这种高科技全新的的方法——将ZigBee 无线传感器网络技术引入到森林火灾监测中来，构建了基于ZigBee 无线传感器网络的森林火灾监测系统.。该系统能实现在不浪费大量人力财力的情况下，有效的达到森林火灾的监测与防治，减少火灾的发生，为保护人类赖以生存的森林做出贡献。 本设计意在通过ZigBee无线通信技术构建一个无线传感器网络（WSN），采用树形网络拓扑结构，对加入该网络的传感器节点进行温度数据采集和分析，可以应用于森林火灾对温度的检测和控制，避免了有线网络的布线问题和成本问题。 上位机由Visual Basic语言编写完成，ZigBee无线网络中的协调器通过串口将节点地址信息和当前温度值传给上位机，上位机提取出地址和温度值，并实时的显示出来，同时绘出温度变化的折线图，反映温度变化的趋势。 关键词：ZigBee；WSN；森林火灾；温度采集 摘要??? 1Abstract??? 2第一章 绪 论??? 41.1 课题背景??? 41.2 课题研究的目的和意义??? 61.3 国内外研究概况??? 71.4 论文的主要研究内容及论文安排??? 7第二章 WSN简介??? 82.1 WSN体系结构??? 82.2WSN的协议栈结构??? 102.3 WSN特点及其关键问题??? 11第三章? ZigBee/IEEE802.15.4技术标准??? 123.1 ZigBee/IEEE802.15.4技术概述??? 123.2 ZigBee技术特点??? 123.3 ZigBee技术的体系结构??? 133.4 ZigBee技术的网络配置??? 153.4.1 两种功能设备??? 153.4.2 三种节点类型??? 153.4.3 三种拓扑结构??? 153.4.4 两种工作模式??? 163.5 ZigBee组网??? 163.5.1 基本通信原语??? 173.5.2 ZigBee网络的组网??? 173.6 ZigBee 路由??? 193.6.1路由协议??? 193.6.2 路由过程??? 20第四章 基于ZigBee的温度采集系统??? 224.1 开发环境简介??? 224.2 系统详细设计??? 224.2.1系统整体结构??? 234.2.2 节点的硬件设计??? 234.2.3下面对每个部分的功能和指标进行详细介绍：??? 244.2.4 系统的程序设计??? 254.2.5 基于ZigBee的温度采集系统程序流程图??? 284.3 上位机??? 294.3.1 上位机的功能简介??? 294.3.2 上位机软件的程序的流程图??? 304.3.3 上位机运行效果??? 32第五章 系统测试??? 335.1系统测试步骤??? 335.2 系统测试结果??? 335.2.1 系统的硬件测试??? 335.2.2 协议栈的测试??? 335.2.3 上位机的测试??? 335.3系统测试结果分析??? 33第六章 总结与展望??? 346.1总结??? 346.2展望??? 34参 考 文 献??? 35致 谢??? 37 论文的主要研究内容及论文安排 本文主要研究了基于ZigBee的温度湿度检测系统的设计，包括节点的硬件设计、无线传感器网络的组建以及上位机的编程实现。 本文的安排如下： 第一部分阐述了设计的背景、目的和意义以及目前国内外的ZigBee研究发展情况。 第二部分介绍了ZigBee的协议栈结构、各层的功能、ZigBee的网络节点类型、网络体系结构及工作模式，此外简要介绍了CC2430芯片。 第三部分介绍了本设计的开发环境以及相关的软硬件设计，包括上位机的设计。 第四部分介绍了该设计的测试过程和调试过程。 第五部分对全文进行了总结以及一些个人心得。 第六部分为致谢部分，对本次设计中给与帮助和执导的老师以诚挚的感谢。 第七部分为参考文献，是本次设计中所用到的知识点参考资料等。