1、.：.；題 目 基于Zigbee技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué)號 所在學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專業(yè)班級 計算機科學(xué)與技術(shù)班 指點教師 完成地點 陜西理工學(xué)院 年 月日 本科畢業(yè)設(shè)計義務(wù)書 院(系) 數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級 計算機科學(xué)與技術(shù)(計算機) 學(xué)生姓名 一、畢業(yè)設(shè)計標題 基于Zigbee技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計 二、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)自 年 月_ _日 起至 年 月 日止三、畢業(yè)設(shè)計進展地點: 陜西理工學(xué)院 四、畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容要求：熟習(xí)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計過程，采用Zigbee技術(shù)，傳感器技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)基于Zigbee技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容主要包括:()

2、對環(huán)境信息如溫濕度、光照等經(jīng)過相應(yīng)的傳感器進展采集。()串口編程，經(jīng)過串口通訊將采集到的數(shù)據(jù)傳給zigbee通訊模塊。 ()研討Zigbee技術(shù)，經(jīng)過zigbee模塊將采集到的信息發(fā)送到控制端。()控制端將接納到信息進展保管、信息，提供相應(yīng)的查詢功能。()研討如何為系統(tǒng)的管理提供人性化界面及快捷的管理方式。學(xué)生應(yīng)具備的專業(yè)知識： 掌握嵌入式系統(tǒng)編程的整體流程。 熟練掌握C言語編程，QT編程。 對zigbee的任務(wù)原理和流程有一定的了解，做到熟練運用。成果方式：基于Zigbee技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；畢業(yè)設(shè)計闡明書；用戶手冊。開題時間：年月日，并于此前提交開題報告課題完成時間：年月日 爭辯時間：

3、年月前 指 導(dǎo) 教 師 系(教 研 室) 計算機工程教研室 系(教研室)主任簽名 同意日期 接受設(shè)計義務(wù)開場執(zhí)行日期 學(xué)生簽名 基于zigbee技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)馬強陜西理工學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)班指點教師：陳【摘要】 本系統(tǒng)研討分析了傳感器、ZigBee技術(shù)的根本實際，設(shè)計實現(xiàn)了基于zigbee無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)采用C單片機控制DHT度傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)、zigbee無線模塊進展數(shù)據(jù)傳輸，用戶在效力器端可實時的對環(huán)境參數(shù)進展監(jiān)測。經(jīng)過測試系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，采集數(shù)據(jù)準確，可用于各種不同環(huán)境下的信息監(jiān)測?！娟P(guān)鍵詞】DHT；無線傳感器； ZigBee；CDe

4、sign and implementation of wireless environmental monitoring system based on ZigBee TechnologyMa longqiang(Shaanxi Institute of mathematics and computer science, computer science and technology professional class)Teacher: Chen YongAbstract:The system analysis of the basic theory of the sensor, the Z

5、igBee technology,design and implementation of wireless environmental monitoring system based on zigbee. The system uses C SCM control DHT temperature and humidity data collected by sensors, ZigBee wireless data transmission module,users can real-time monitoring of environmental parameters on the ser

6、ver. After the test system is stable, accurate data collection, can be used for monitoringvarious environment.Keyword:DHT ; environmental monitoring wireless sensor ; ZigBee ; C 目錄 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 引 言 頁 共 頁引 言環(huán)境監(jiān)測的主要目的是經(jīng)過檢測環(huán)境變量參數(shù)及變化趨勢的數(shù)據(jù)，判別環(huán)境質(zhì)量，評價當前主要環(huán)境問題，為環(huán)境管理效力。環(huán)境監(jiān)測是科學(xué)管理環(huán)境和環(huán)境執(zhí)法監(jiān)視的根底

7、。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境維護必不可少的根底性任務(wù)，是環(huán)保部門的立身之本。經(jīng)過環(huán)境監(jiān)測可以搞清楚污染物種類和分布情況，明確污染途徑，預(yù)測污染變化趨勢，預(yù)警能夠出現(xiàn)的環(huán)境問題。環(huán)境監(jiān)測根據(jù)環(huán)境管理的需求來測定、獲取、解釋、運用數(shù)據(jù)。環(huán)境監(jiān)測還可作為環(huán)境執(zhí)法監(jiān)視的技術(shù)根底和技術(shù)仲裁，為環(huán)境管理決策、環(huán)境規(guī)劃、實施總量控制、排污收費、環(huán)境目的考核、環(huán)境工程、監(jiān)視污染源排污和評價治理措施及效果驗收效力。在閱歷了環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境維護的“眼睛、“哨兵、“根底、“重要支柱的認識過程后，如今明確提出基于無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測是“一項政府行為，表達了對環(huán)境監(jiān)測重要性認識的深化。環(huán)境監(jiān)測在正確認識環(huán)境質(zhì)量，處理現(xiàn)存或潛在的環(huán)境問

8、題，改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，協(xié)調(diào)人類和環(huán)境的關(guān)系，最終實現(xiàn)人類的可繼續(xù)開展中起著舉足輕重的作用。 緒 論. 研討背景及現(xiàn)狀近年來，隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展，各種基于無線網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)的產(chǎn)品層出不窮。同時，由于環(huán)境的不斷惡化，人們對環(huán)境維護和環(huán)境監(jiān)測提出了更高的要求，越來越多的企業(yè)和機構(gòu)都努力于在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中運用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研討?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)適宜于在煤礦、油田平安監(jiān)測，溫室環(huán)境監(jiān)測、環(huán)保部門的大氣監(jiān)測、突發(fā)性環(huán)境事故的預(yù)測及分析、特殊污染企業(yè)的監(jiān)測，生物群種的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測以及家庭、辦公室及商場空氣質(zhì)量監(jiān)測等領(lǐng)域運用。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測的運用領(lǐng)域普通具有以下

9、特點：()無人環(huán)境、環(huán)境惡劣或超遠間隔 情況下信息的采集和傳送，保證系統(tǒng)工業(yè)級質(zhì)量平安可靠。()生物群種對于外來要素非常敏感，人類直接進展的生態(tài)環(huán)境監(jiān)控能夠反而會破壞環(huán)境的完好性，包括影響生態(tài)環(huán)境中種群的習(xí)性和分布等。()需求較大范圍的通訊覆蓋，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備相對比較多，但僅僅用于監(jiān)測或控制。()系統(tǒng)實施、運轉(zhuǎn)費用要低，無需鋪設(shè)大量電纜，支持暫時性安裝，系統(tǒng)易于擴展和更新。()具有數(shù)據(jù)存儲和歸檔才干，可以使大量的傳感數(shù)據(jù)存儲到后臺或遠程數(shù)據(jù)庫，并可以進展離線的數(shù)據(jù)發(fā)掘，數(shù)據(jù)分析也是系統(tǒng)實現(xiàn)中非常重要的一個方面。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量節(jié)點組成的面向義務(wù)的分布式網(wǎng)絡(luò)，它綜合了傳感器、嵌入式計算、現(xiàn)代

10、網(wǎng)絡(luò)及無線通訊、分布式信息處置等多領(lǐng)域技術(shù)，經(jīng)過各類微型傳感器實時采集信息，由嵌入式微處置器對信息進展加工處置，并經(jīng)過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將信息傳送至遠程用戶。在國防平安、工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域各種控制、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險救災(zāi)、防恐反恐、危險區(qū)域遠程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價值和適用價值，具有非常寬廣的運用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的前沿性技術(shù)，曾經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。國外的許多大學(xué)和研討機構(gòu)紛紛投入大量研發(fā)力量從事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)的研討任務(wù)。. 研討目的及意義本設(shè)計以DHT傳感器為信息采集端，ATC單片機作為控制中心，實時監(jiān)測目的環(huán)境內(nèi)溫度，濕度等工業(yè)參

11、數(shù)，并將實測值經(jīng)過zigbee發(fā)送至監(jiān)測終端。系統(tǒng)能對大面積的多點溫度，濕度進展監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機上進展數(shù)據(jù)存儲與分析。整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是由基于ZigBee技術(shù)的無線溫、溫濕度傳感器節(jié)點和ZigBee無線網(wǎng)關(guān)組成。無線溫、濕度節(jié)點放置于需求丈量的現(xiàn)場，執(zhí)行溫度和濕度數(shù)據(jù)采集、預(yù)處置和發(fā)送等任務(wù)。經(jīng)過無線傳感器發(fā)送給接納節(jié)點，最后實時的顯示溫、濕度信息。本次課題主要是基于zigbee無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)，主要是為理處理有線環(huán)境監(jiān)測布線的繁瑣，有線監(jiān)測在環(huán)境變化后更改和重用的難度較大，無人和惡劣環(huán)境下對監(jiān)測的不可實現(xiàn)性。同時，無線傳感技術(shù)作為國際備受關(guān)注的前沿?zé)狳c領(lǐng)域，努力于提供一種廉價的固

12、定、便攜或者挪動設(shè)備運用的極低復(fù)雜度、本錢和功耗的低速率無線通訊技術(shù)。具有功耗低、數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大、具有較好的兼容性及平安性?；跓o線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研討，對于未來人們生活更加智能化有很大的協(xié)助 。. 開發(fā)工具的選擇本系統(tǒng)的開發(fā)主要用到Keil uVision 調(diào)試編譯軟件和STC-ISP燒錄軟件把編譯好的軟件燒寫進開發(fā)板內(nèi)。Keil uVision是目前運用廣泛的單片機集成開發(fā)環(huán)境，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：HYPERLINK javascript:; t _self編譯器，匯編器，HYPERLINK javascript:; t _self實時HYPERLINK javascript

13、:; t _self操作系統(tǒng)，工程管理器，調(diào)試器。同時還提供了HYPERLINK javascript:; t _selfKEIL C規(guī)范C編譯器，為微HYPERLINK javascript:; t _self控制器的軟件開發(fā)提供了C言語環(huán)境,同時保管了匯編代碼高效,快速的HYPERLINK javascript:; t _self特點。STC-ISP是STC單片機公用的燒錄軟件，大部分STC單片機內(nèi)部固化有ISP系統(tǒng)引導(dǎo)程序，配合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進單片機內(nèi)部，故不需求編程器并且速度比通用編程器快。ISP軟件界面如圖.所示。 圖. ISP軟件界面詳細操作步驟：步驟：選

14、擇他所運用的單片機型號，STCCRC步驟：翻開文件，要燒錄用戶程序，必需調(diào)入用戶的程序代碼*.bin,*.hex步驟 ：選擇串口號步驟：設(shè)置能否雙倍速，雙倍速選中Double Speed 即可，STCCRC系列出廠時為單倍速，用戶可指定設(shè)為雙倍速，如想從雙倍速恢復(fù)成單倍速，那么需用通用編程器擦除整個晶片方可，這會將單片機內(nèi)部已燒錄的ISP 引導(dǎo)程序擦除。普通運用缺省設(shè)置即可，無須設(shè)置。OSCDN：單片機時鐘振蕩器增益選 / gain 為降一半，降低EMI；選full gain全增益為正常形狀步驟 ：選擇“Download/下載按鈕下載用戶的程序進單片機內(nèi)部，可反復(fù)執(zhí)行步驟，也可選 擇“ Re-

15、Download/反復(fù)下載按鈕。下載時留意看提示，主要看能否要給單片機上電或復(fù)位，下載速度比普統(tǒng)統(tǒng)用編程器快。一定要先選擇“Download/下載按鈕，然后再給單片機上電復(fù)位先徹底斷電，而不要先上電。 硬件系統(tǒng)設(shè)計環(huán)境監(jiān)測具有區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測點數(shù)量多、監(jiān)測時間長、監(jiān)測情況復(fù)雜等特點。針對傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測手段的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃困難、節(jié)點智能化程度低等缺陷，設(shè)計了基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由傳感器節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，可以實時地監(jiān)測、感知和采集節(jié)點部署區(qū)域需求監(jiān)測的各種信息，并對這些信息進展處置后以無線的方式傳送，經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給監(jiān)控終端。在ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳

16、感器節(jié)點兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的終端和路由器雙重功能，在采集、接納、處置及發(fā)送數(shù)據(jù)進的同時，還要對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進展存儲、管理和交融等處置，并與其他節(jié)點協(xié)作完成一些特定義務(wù)。這里設(shè)計一套簡單基于zigbee無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測某特定環(huán)境中的溫度和濕度，為環(huán)境控制和管理提供準確的數(shù)據(jù)。本設(shè)計采用了溫濕度傳感器兩種適用于環(huán)境監(jiān)測的傳感器作為無線網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點?？梢詫⑦@些傳感器節(jié)點分布于室內(nèi)或室外環(huán)境中的各個角落。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(即中心節(jié)點)的無線覆蓋范圍之內(nèi)，布置假設(shè)干個路由節(jié)點和終端節(jié)點，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理和相互通訊。根據(jù)系統(tǒng)的需求，傳感器節(jié)點應(yīng)具備以下功能：()傳感器信號的采集和處置。()無線

17、數(shù)據(jù)的發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)。()友好的人機交互界面。()RS通訊功能。. 設(shè)計原那么()盡能夠選擇典型電路，并符合單片機的常規(guī)用法。為硬件電路的規(guī)范化、模塊化打下良好根底?？煽啃院涂垢蓴_設(shè)計是硬件設(shè)計必不可少的一部分，它包括芯片和器件的選擇、去耦電容、濾波電容、電路板的布線等。()盡量朝單片方向設(shè)計硬件。硬件器件越多，器件之間相互關(guān)擾越強，功耗也會越大，就會可防止的降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。()在速度允許的情況下，盡量運用串行為主的擴展方式。串行擴展具有方便、靈敏、電路簡單、占用I/O資源少等特點。()留下一些指示燈或通訊口以方便調(diào)試和判別系統(tǒng)問題。 . 硬件系統(tǒng)構(gòu)造根據(jù)系統(tǒng)的組成可將系統(tǒng)化為四大模塊：信息采集

18、模塊、信息傳輸模塊、信息處置及顯示終端、信息預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)功能模塊如圖.所示。圖. 系統(tǒng)功能模塊圖無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點通常由傳感器模塊、微處置器模塊、無線通訊模塊和電源模塊構(gòu)成。微處置器和無線通訊模塊采用支持ZigBee協(xié)議的片上系統(tǒng)級芯片CC，大大簡化了射頻電路的設(shè)計。傳感器模塊采用集成溫濕度傳感器DHT，電源采用USB供電。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造如圖.所示。圖. 系統(tǒng)構(gòu)造圖微處置器模塊擔(dān)任控制整個節(jié)點的數(shù)據(jù)處置操作、路由協(xié)議、功耗管理、義務(wù)管理等，最主要的是需求實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平安可靠的通訊協(xié)議;無線通訊模塊擔(dān)任與其他節(jié)點進展無線通訊，交換控制音訊和收發(fā)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊主要擔(dān)任監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集并將各種

19、傳感器(如溫度、濕度采集的信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號并傳送給微處置器模塊。路由器節(jié)點和終端設(shè)備節(jié)點上都有數(shù)據(jù)采集模塊。電源模塊管理單元節(jié)點類型不同有不同的供電方式，在終端設(shè)備節(jié)點上，電源USB供電，協(xié)調(diào)器的電源是用USB供電或者交流電供電。在協(xié)調(diào)器上還有RS-串口，與監(jiān)控主機通訊。由于大氣環(huán)境監(jiān)測的地理外形能夠比較復(fù)雜，而且有時候能夠根據(jù)需求挪動節(jié)點，節(jié)點位置不固定，要求系統(tǒng)能根據(jù)詳細的地理位置調(diào)整監(jiān)測的范圍和傳輸途徑，要求系統(tǒng)有很大的靈敏性和自組織性，因此選擇具有自組織式的和自恢復(fù)式的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造。. 微處置器模塊微處置器是無線傳感器節(jié)點的中心。它采集并處置傳感器數(shù)據(jù)，與無線模塊通訊并判別何時發(fā)

20、送和接納這些數(shù)據(jù)，控制人機操作界面以及經(jīng)過串口與上位機通訊。處置器必需運轉(zhuǎn)各種程序，包括時間要求嚴厲的信號處置、通訊協(xié)議、以及運用程序。它是節(jié)點的中央處置單元(CPU)。多種處置義務(wù)可以在不同構(gòu)造的處置器上執(zhí)行，義務(wù)的分配需求思索可行性、性能、能量效率以及本錢之間的折中問題。本設(shè)計中微處置器采用TI公司的CC芯片和ATC單片機芯片共同組成。()CC芯片引見CC它是ZigBee運用的一個真正的片上系統(tǒng)處理方案，它可以以非常低的資料本錢建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。結(jié)合了性能優(yōu)良的RF收發(fā)器、業(yè)界規(guī)范的加強型CPU、最大KB的可編程閃存和KB的RAM。CC具有不同的運營方式，使其特別適宜于超低功耗要求的場所

21、。由于CC芯片內(nèi)集成了許多特征功能模塊，因此，其典型的外圍電路也就非常簡約。其中，主時鐘晶振采用MHZ無源晶振以及.KHZ時鐘晶振；無線RF模塊外圍電路采用無巴倫的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；天線運用歐鞭狀負極性天線。CC配合很少的外圍元件就可以組成無線通訊模塊。如圖.所示。圖. CC外圍硬件電路原理圖CC芯片的主要特點如下：()任務(wù)頻帶：MHzMHz()支持.、ZigBee、ZigBee PRO和ZigBee RFCE等規(guī)范()主控芯片：CCF()通訊協(xié)議規(guī)范：IEEE .()網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造：星狀、網(wǎng)狀()數(shù)據(jù)傳輸速率：Kbps()天線方式：外置天線 ()通訊范圍：米米()接納靈敏度：-dBm()發(fā)射電流：

22、mA()接納電流：mA()任務(wù)溫度：-()電源：.V.V()模塊外形尺寸：mm()ATC單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機供電電路：ATC需求可靠的V供電，在電路圖中的VCC和GND為供電網(wǎng)絡(luò)標識符；振蕩電路：ATC需求一個穩(wěn)定的振蕩電路才可以正常任務(wù)，單片機的時鐘信號是用來提供單片機內(nèi)各種微操作的基準。在該電路中采用了MHz的晶振作為ATC的時鐘源；這里采用的是內(nèi)部振蕩方式，在引腳XTAL和XTAL外接晶振，經(jīng)過內(nèi)部振蕩得到的時鐘信號比較穩(wěn)定，在電路中運用較多。在下面的電路圖中可以看到在晶振兩側(cè)連了兩個電容C，C，它們是起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值普通為pF。本設(shè)計中用的是pF的電容。 復(fù)

23、位電路：復(fù)位電路是單片機正常運轉(zhuǎn)的一個必要部分。復(fù)位操作普通有兩種根本方式：上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。在本設(shè)計中采用的是第二種。復(fù)位電路應(yīng)該保證單片機在上電的瞬間進展一次有效的復(fù)位，在單片機正常任務(wù)時將RST引腳置低。此外經(jīng)過一個按鍵進展手動復(fù)位，在單片機運轉(zhuǎn)不正常時運用。上電后，由于電容充電，是RST繼續(xù)一段高電平常間。當單片機曾經(jīng)在運轉(zhuǎn)時，按下復(fù)位鍵也能使RST繼續(xù)一段高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。通常他們選擇的復(fù)位電容為F，電阻為k。在本設(shè)計中復(fù)位電容選的是F的，電阻選的是k的。. 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計主要包括傳感器的選擇以及與微處置器的銜接電路。本次設(shè)計基于大氣環(huán)境監(jiān)測，主

24、要采集大氣的溫度，濕度。在傳感器的選擇中，需求思索量程，精度需求，供電電壓以及功耗。經(jīng)過對市場中的傳感器各方面的比較，選用了DHT-溫濕度傳感器丈量環(huán)境的溫度，濕度。()溫濕度傳感器DHT引見DHT數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它運用公用的數(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杰出的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能位單片機相銜接。因此該產(chǎn)品具有質(zhì)量杰出、超快呼應(yīng)、抗干擾才干強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT傳感器都在極為準確的濕度校驗室中進展校準。校準系數(shù)以程序的方式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部

25、在檢測信號的處置過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸間隔 可達米以上，使其成為各類運用甚至最為苛刻的運用場所的最正確選那么。產(chǎn)品為針單排引腳封裝。銜接方便，特殊封裝方式可根據(jù)用戶需求而提供。其溫濕度傳感器參數(shù)如表.所示。表. DHT溫濕度傳感器特性參數(shù)參數(shù)條件MinTypMax單位濕度分辨率%RHBit反復(fù)性%RH精度%RH%RH互換性可完全互換量程范圍%RH%RH%RH呼應(yīng)時間/e(%)，m/s 空氣S遲滯%RH長期穩(wěn)定性典型值%RH/yr溫度分辨率Bit反復(fù)性精度量程范圍呼應(yīng)時間/e(%)SDHT的接口在功耗以及信號讀取方面做了

26、優(yōu)化，經(jīng)過類似于IIC的兩線制串口接口與處置器直接銜接。其與微控制器的接口如圖.所示。SCK 用于微處置器與DHT之間的同步通訊，可以接到微控制器的I/O口，經(jīng)過I/O口模擬時鐘信號來實現(xiàn)。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，所以不存在最小的SCK頻率，但是當供電電壓小于.V時最大頻率為MHz。DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取，DATA在SCK時鐘下降沿之后改動形狀，并僅在SCK時鐘上升沿有效。數(shù)據(jù)傳輸期間，在SCK時鐘高電平常，DATA必需堅持穩(wěn)定。為防止信號沖突，微處置器應(yīng)驅(qū)動DATA在低電平。需求一個外部的上拉電阻將信號提拉至高電平，DHT與微處置器接口電路圖如圖.所示。圖. DHT與微處置器接口電

27、路圖DHT含有四個引腳各個引腳都有不同的功能，因此對引腳作以闡明。DHT引腳如表.所示表. DHT引腳闡明pin稱號注釋VDD.VDCDATA串行數(shù)據(jù)，單總線NC空腳，請懸空GND接地，電源負極 溫濕度傳感器DHT數(shù)據(jù)傳輸方式DATA用于微處置器與DHT之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時間ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,詳細格式在下面闡明,當前小數(shù)部分用于以后擴展,現(xiàn)讀出為零.操作流程如下:一次完好的數(shù)據(jù)傳輸為bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式:bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +bit校驗和數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于“bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)

28、+bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)所得結(jié)果的末位。MCU發(fā)送一次開場信號后,DHT從低功耗方式轉(zhuǎn)換到高速方式,等待主機開場信號終了后,DHT發(fā)送呼應(yīng)信號,送出bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號采集,此時可選擇讀取部分數(shù)據(jù).從方式下,DHT接納到開場信號觸發(fā)一次溫濕度采集,假設(shè)沒有接納到主機發(fā)送開場信號,DHT不會自動進展溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速方式?？偩€空閑形狀為高電平,主機把總線拉低等待DHT呼應(yīng),主機把總線拉低必需大于毫秒,保證DHT能檢測到起始信號。DHT接納到主機的開場信號后,等待主機開場信號終了,然后發(fā)送us低電平呼應(yīng)信號.主機發(fā)送開場信號終了后,延時等待-

29、us后, 讀取DHT的呼應(yīng)信號,主機發(fā)送開場信號后,可以切換到輸入方式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高?？偩€為低電平，闡明DHT發(fā)送呼應(yīng)信號，DHT發(fā)送呼應(yīng)信號后，再把總線拉高us，預(yù)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每bit數(shù)據(jù)都以us低電平常隙開場，高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是還是。假設(shè)讀取呼應(yīng)信號為高電平，那么DHT沒有呼應(yīng)，請檢查線路能否銜接正常。當最后bit數(shù)據(jù)傳送終了后，DHT拉低總線us，隨后總線由上拉電阻拉高進入空閑形狀。. 串口通訊模塊串行通訊是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息，所用的傳輸線少，并且可以借助現(xiàn)成的網(wǎng)進展信息傳送，因此，特別適宜于遠間隔 傳輸。對于那些與計算機相距不遠的人機交換

30、設(shè)備和串行存儲的外部設(shè)備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。所以串行接口是微機運用系統(tǒng)常用的接口。許多外設(shè)和計算機按串行方式進展通訊，這里所說的串行方式，是指外設(shè)與接口電路之間的信息傳送方式，實踐上，CPU與接口之間仍按并行方式任務(wù)。在單片機系統(tǒng)中，串口是一個非常重要的組成部分。通常運用單片機串口經(jīng)過RS接口和電平轉(zhuǎn)換芯片MAX與上位機銜接，以進展上位機與下位機的數(shù)據(jù)交換、參數(shù)設(shè)置、組成網(wǎng)絡(luò)以及各種外部設(shè)備的銜接等。RS串行接口總線具有本錢低、簡單可靠、容易運用等特點，加上其歷史悠久，所以目前運用依然非常廣泛；特別對于數(shù)據(jù)量不是很大的場所，串口通訊依然是很好的選擇

31、，有著寬廣的運用前景。在單片機編程中，串口占了很重要的位置。通訊接口的選擇：為了便于QT開發(fā)板和各種外圍設(shè)備的串行通訊銜接，更廣義地來講是為了各種數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間的銜接，制定了假設(shè)干種串行通訊接口規(guī)范。只需是符合某種規(guī)范的設(shè)備之間就可以直接相互銜接、相互通訊。串行通訊接口按電氣規(guī)范及協(xié)議來分包括RS-、RS-、RS、USB等。 RS-、RS-與RS-規(guī)范只對接口的電氣特性做出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。USB是近幾年開展起來的新型接口規(guī)范，主要運用于高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。在本設(shè)計中，選擇RS-接口就可以滿足通訊需求了。微控制器經(jīng)過RS與上位機通訊。如圖.所示。

32、串口芯片選擇MAX，MAX配備專有的低漏失電壓發(fā)射器輸出形狀，經(jīng)過雙電荷泵，在.V至.V供壓下，表現(xiàn)出真正的RS協(xié)議器件性能，這些器件只需個.F的外部小電容，用于電荷泵。發(fā)光二極管TX-LED，RX-LED用來察看MAX任務(wù)能否正常，能否有數(shù)據(jù)經(jīng)過該模塊，RS電路圖如圖.所示。圖. RS電路對于終端節(jié)點，微控制器與之間采用規(guī)范的MODBUS協(xié)議進展通訊，用于設(shè)置終端節(jié)點的系統(tǒng)參數(shù)。對于中心節(jié)點，微控制器將無線模塊接納到的數(shù)據(jù)經(jīng)過傳到上位機軟件顯示。. 相應(yīng)供電模塊無線傳感器網(wǎng)絡(luò)普通應(yīng)具有挪動性，所以節(jié)點大多數(shù)需求采用電池供電，從上面各章節(jié)可以看出，在硬件元器件的選取中，曾經(jīng)思索到了盡量降低系統(tǒng)

33、的功耗，各個模塊的供電電壓都比較低，綜合比較，可以采用節(jié).V的堿性電池進展供電。電源原理圖如圖.所示。圖. 電源電路圖由于仿真器可以提供穩(wěn)定的電壓，也可以選擇匹配電源。在電源模塊的設(shè)計時，采用開關(guān)選擇能否選用外接電池供電或者電腦供電，這樣可以在調(diào)試和燒寫程序的時候采用電腦供電，堅持電壓的穩(wěn)定，在運用時采用電池供電。這樣即可以簡化電源電路的設(shè)計，又可以保證調(diào)試的正常進展。而協(xié)調(diào)器的電源那么是運用USB供電或者交流電供電。軟件系統(tǒng)設(shè)計. 設(shè)計原那么明確義務(wù)，弄清軟件所承當?shù)牧x務(wù)細節(jié)。軟件構(gòu)造設(shè)計，合理的軟件構(gòu)造是設(shè)計出一個性能優(yōu)良的單片機運用系統(tǒng)軟件的根底。模塊化程序設(shè)計，是單片機運用中最常用的程

34、序設(shè)計技術(shù)。將一個完好的程序分解成假設(shè)干個功能相對獨立的較小的程序模塊，對各個程序模塊分別進展設(shè)計、編制和調(diào)試，最后將各個調(diào)試好的程序模塊進展聯(lián)調(diào)。 而面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的數(shù)據(jù)籠統(tǒng)可以在堅持外部接口不變的情況下改動內(nèi)部實現(xiàn)，從而減少甚至防止對外界的干擾；經(jīng)過承繼大幅減少冗余的代碼，并可以方便地擴展現(xiàn)有代碼，提高編碼效率，也減低了出錯概率，降低軟件維護的難度；結(jié)合面向?qū)ο蠓治?、面向?qū)ο笤O(shè)計，允許將問題域中的對象直接映射到程序中，減少軟件開發(fā)過程中中間環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換過程。 編寫程序。根據(jù)系統(tǒng)功能和操作過程，列出程序的功能流程圖。在完成流程圖的設(shè)計之后，便可編寫程序了。. 軟件系統(tǒng)構(gòu)造軟件系統(tǒng)設(shè)計可分為單

35、片機軟件設(shè)計、zigbee無線通訊模塊軟件設(shè)計、串口通訊模塊軟件設(shè)計。如圖.所示。圖. 軟件設(shè)計模塊功能圖. 上位機監(jiān)控軟件設(shè)計上位機軟件是一個軟件系統(tǒng)，它擔(dān)任完成采集終端采集到數(shù)據(jù)的顯示，存儲。它提供了一個顯示數(shù)據(jù)和控制節(jié)點任務(wù)的界面。圖中只顯示了傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)，當上位機緩沖器接納到協(xié)調(diào)器傳來的數(shù)據(jù)時，會觸發(fā)一個串口音訊事件，然后開場讀取數(shù)據(jù)。上位機監(jiān)控界面也可以對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點發(fā)送命令，按下“翻開串口和“封鎖串口按鈕可以控制節(jié)點能否采集數(shù)掘，這些命令經(jīng)過串口發(fā)送給協(xié)調(diào)器，然后經(jīng)過協(xié)調(diào)器再將其轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中的一切節(jié)點上，節(jié)點收到命令之后，會按照相應(yīng)的命令進展數(shù)據(jù)采集操作。. 單片機軟件設(shè)

36、計單片機采用C在keil uvision的開發(fā)環(huán)境進展編程，在仿真軟件中調(diào)試勝利后，再把生成的HEX文件燒到單片機中，在真實的硬件環(huán)境下進展測試。詳細設(shè)計主要分兩部分，一是溫濕度傳感器的驅(qū)動和測溫程序，另一個是利用單片機串口編寫的無線傳輸程序。下面將對程序中的關(guān)鍵部分進展論述。溫濕度傳感器接口軟件設(shè)計單片機從DHT完成溫濕度數(shù)據(jù)讀取要經(jīng)過以下步驟：單片機發(fā)送一次開場信號后，DHT從低功耗方式轉(zhuǎn)換到高速方式，等待主機開場信號終了后，DHT發(fā)送呼應(yīng)信號,送出bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù).從方式下，DHT接納到開場信號觸發(fā)一次溫濕度采集，假設(shè)沒有接納到主機發(fā)送開場信號，D

37、HT不會自動進展溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速方式。流程圖如圖.所示。圖. 單片機軟件設(shè)計的流程圖主要源碼如下void COM(void)U i; for(i=;i;i+)/對一個字節(jié)進展編碼 UFLAG=; while(!P_)&UFLAG+);Delay_us();Delay_us();Delay_us(); Utemp=; if(P_)Utemp=; UFLAG=;while(P_)&UFLAG+); if(UFLAG=)break; /超時那么跳出for循環(huán) Ucomdataopen(QIODevice:ReadWrite); /以讀寫方式翻開 myCom-setBaudRate(B

38、AUD); /設(shè)置波特率 myCom-setDataBits(DATA_); /設(shè)置數(shù)據(jù)位 myCom-setParity(PAR_NONE); /設(shè)置奇偶校驗,無校驗 myCom-setStopBits(STOP_); /設(shè)置終止位,位 myCom-setFlowControl(FLOW_OFF); /設(shè)置數(shù)據(jù)流控制，無數(shù)流控制 myCom-setTimeout();/ QMessageBox:information(,write,); QObject:connect(myCom,SIGNAL(readyRead(),that,SLOT(readCom(); 系統(tǒng)測試與實驗結(jié)果分析. 軟件編

39、譯與燒寫軟件是系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵，程序代碼的好壞直接影響系統(tǒng)實現(xiàn)的優(yōu)劣，PC機經(jīng)過與單片機相連，將已編譯好的程序下載到目的開發(fā)板上的C單片機中，單片機經(jīng)過程序控制傳感器進展數(shù)據(jù)采集。詳細操作步驟如下：啟動程序燒錄軟件。在翻開的界面中設(shè)置端口號、波特率、單片機型號。在界面中點擊選擇程序文件項，選擇需求燒錄的程序，保證單片機型號設(shè)置成ATC，選擇好要燒錄程序文件后，點擊download，即可進展程序到單片機處置器的下載。 () 將燒好程序的單片機芯片，插入曾經(jīng)焊好的面包板上，進展上電，傳感器即開場溫濕度數(shù)據(jù)的采集。. 軟件測試傳感器采樣程序測試：以 s或s間隔頻率采集各個傳感器，延續(xù)采集小時以上，察看

40、數(shù)據(jù)顯示能否有異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)。測試結(jié)果：采樣正常，數(shù)據(jù)可靠。單片機與無線模塊通訊測試：單片機每采樣到一次傳感器信號，處置后及時將數(shù)據(jù)發(fā)送到無線模塊，經(jīng)過察看電路板上的通訊指示燈察看無線模塊能否接納到數(shù)據(jù)。測試結(jié)果：無線模塊接納正常。顯示終端監(jiān)控界面程序測試：多次反復(fù)操作按鍵菜單，設(shè)置各個系統(tǒng)參數(shù)，查看程序能否跑死，分析能否有bug。測試結(jié)果：程序運轉(zhuǎn)無錯誤，無死機景象。預(yù)警模塊程序測試，設(shè)置溫濕度范圍偏小，使得采集到的數(shù)據(jù)超出監(jiān)測范圍，查看綁定的手機能否會收到短信報警提示。. 硬件測試本設(shè)計中硬件網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實物圖如圖.所示。圖. 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實物圖電路板焊接終了后，找出硬件整體上的錯誤，如接口松動、接

41、觸不良，電源不穩(wěn)定等。()穩(wěn)定性測試：長時間運轉(zhuǎn)系統(tǒng)檢查電源電壓，傳感器，無線模塊等。經(jīng)測試系統(tǒng)各電源運轉(zhuǎn)正常，電壓均在正常值范圍之內(nèi)；傳感器任務(wù)正常，采樣的數(shù)據(jù)正確；無線模塊無死機景象。()硬件平安性：檢查各類接口，保證電路不出現(xiàn)短路等問題。長時間運轉(zhuǎn)程序并檢查芯片任務(wù)情況與任務(wù)形狀(溫度、電壓等)。經(jīng)測試系統(tǒng)各接口運轉(zhuǎn)正常。. 溫濕度傳感器節(jié)點測試結(jié)果分析在本設(shè)計中，首先無線網(wǎng)關(guān)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)，等待節(jié)點的參與，此時顯示終端屏如圖.所示。圖. 等待節(jié)點參與網(wǎng)絡(luò)時的終端顯示情況節(jié)點參與網(wǎng)絡(luò)后，那么在顯示終端上顯示測得的溫度、濕度詳細數(shù)值。如圖.所示。圖. 測得此時溫濕度顯示情況經(jīng)過實驗測定，最宜人的

42、室內(nèi)溫濕度是：冬天溫度為 至 ，濕度為%至%；夏天溫度為至，濕度為%至% 。 因此經(jīng)過比較他們所測的溫濕度值符合人體適宜溫濕度范圍?？?結(jié)ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，是ZigBee協(xié)議與傳感技術(shù)的結(jié)合，是運用性非常強的技術(shù)，它具有耗資小、安裝方便、維護和更新費用低等優(yōu)勢，非常適宜于對布線困難、人員不能到達的區(qū)域和一些暫時場所的情況進展遠程監(jiān)控，如大型建筑的安康形狀監(jiān)控、空間探求、災(zāi)禍預(yù)測，養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測等，它在當前我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中有著宏大的運用潛力的。目前市場上的近間隔 無線通訊技術(shù)有很多種，如無線局域網(wǎng)WiFi、藍牙、IrDA、UWB、RF等。經(jīng)過市場調(diào)

43、研，發(fā)現(xiàn)ZigBee無線通訊技術(shù)在在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中占有廣泛的市場，具有低功耗、數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大、兼容性強、平安性高、本錢低等特點。本設(shè)計采用了ZigBee技術(shù)實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的搭建。選用了一款性能較好的STDSMA模塊傳輸無線信號。經(jīng)過反復(fù)的測試，他們研制的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通訊平臺曾經(jīng)可以穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，并且有較好的可靠性和擴展性。本次設(shè)計主要涉及到硬件設(shè)計和ZigBee協(xié)議棧編程兩方面的內(nèi)容。經(jīng)過該設(shè)計，使得本人在學(xué)業(yè)上受害匪淺，它不僅要求我靈敏運用以前所學(xué)的知識，也要求本人在任務(wù)中不斷學(xué)習(xí)和接受新知識，極大的鍛煉了本人獨立研發(fā)的才干，為今后的任務(wù)開創(chuàng)了新的前景。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計是在陳教師的精

44、心指點下完成的，從最初的系統(tǒng)可行性的分析，包括系統(tǒng)的整體設(shè)計，系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計，到最終系統(tǒng)的實現(xiàn)的整個階段，教師給了我很大的指點與協(xié)助 ，在整個過程中，深深的領(lǐng)會到教師嚴謹?shù)娜蝿?wù)作風(fēng)、求真務(wù)虛的科研精神、豐富扎實的專業(yè)知識很值得他們學(xué)習(xí)，在此論文完成之際，向教師表示深深的敬意及最大的贊賞。 參考文獻 徐君麗，劉冀偉，王志良基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)J微計算機信息，()：- 孫利民，李建中，陳渝等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)M北京：清華大學(xué)，- 陳玲，趙建夫環(huán)境監(jiān)測M第l版北京：化學(xué)工業(yè)，- 陳雄,杜以書,唐國新.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研討現(xiàn)狀及開展趨勢J. 系統(tǒng)仿真技術(shù), ,():-. 路染妮,張剛.

45、 ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議研討J.電子設(shè)計工程, ,():-. 孫宇翔,全厚德,張利強.基于ZigBee的無線監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)電層設(shè)計J. 微型機與運用, ,:-. 蔣挺，趙成林紫蜂技術(shù)及其運用M北京：北京郵電大學(xué)，：- 倪天龍.單總線傳感器DHT在溫濕度測控中的運用J. 單片機與嵌入式系統(tǒng)運用，,:-. 包長春,李志紅.基于ZigBee技術(shù)的糧庫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, ,():-. 苗連強,胡會萍.基于ZigBee技術(shù)的溫室環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計J. 儀表技術(shù)與傳感器,:-. Liu Yanfei, Wang Cheng, Yu Chengbo et. Research on

46、ZigBee Wireless SensorsNetwork Based on ModBus ProtocolJ. Information Technology and Applications . Polastre JR.Design and imPlementation of wireless sensor networks for habitat monitoringJ. . 吳呈瑜,孫運強.基于ZigBee技術(shù)的短間隔 無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)J.儀表技術(shù)與傳成器, ,:-. 萬力,王鵬.基于ZigBee技術(shù)的溫濕度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)J. 低壓電器, :-. 楊瑋,呂科.基于ZigBee技術(shù)的

47、溫室無線智能控制終端的開發(fā)J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, ,(): -. 毛玉蓉. 基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研討J.化工自動化及儀表，,():-. 柴淑娟,趙建平.基于ZigBee技術(shù)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)J. 通訊技術(shù), ,():-. 景軍鋒,李嘉琨.基于ZigBee技術(shù)的無線溫度采集系統(tǒng)J. 微型機與運用, ,:-. 王東,張金榮.利用ZigBee技術(shù)構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)J. 重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),():-. 徐愛鈞.用IAR EWARM開發(fā)嵌入式系統(tǒng)時目的代碼的鏈接與定位J. 長江大學(xué)學(xué)習(xí)園地, ,:-.科技外文文獻Research and Design of Embedded Tan

48、k Car Monitoring System Based on ARMJinxue Zhang ,Ming zhangSchool of Electronic Engineering Huaihai Institute of TechnologyLian yungang;China HYPERLINK mailto:lyg lygAbstractEmbedded systems are pervasive in the infrastructure of our society for diverse tasks such as studying environmental phenomen

49、a, instrumenting and managing large-scale systems, and aiding security . And market demands for innovative, high quality products, aggressive competition at a global scale, increasing productivity through highly optimized production processes, and environmental/societal pressures are some of the cha

50、llenges faced by the manufacturing industry today . Rapid changes in process technology demand production systems that are themselves easily upgradeable, and into which new technologies and new functions can be readily integrated .Keywords-Embedded system, Advanced RISC Machine(ARM),monitoring syste

51、m, hardware circuit, software design.I. I NTRODUCTIONEmbedded systems are pervasive in the infrastructure of our society for diverse tasks such as studying environmental phenomena, instrumenting and managing large-scale systems, and aiding security . And market demands for innovative,high quality pr

52、oducts, aggressive competition at a global scale,increasing productivity through highly optimized production processes, and environmental/societal pressures are some of the challenges faced by the manufacturing industry today . Rapid changes in process technology demand production systems that are t

53、hemselves easily upgradeable, and into which new technologies and new functions can be readily integrated .An embedded system often consists of a generic processor, mission-specific hardware modules, and software modules that execute on the processor and interact with hardware modules . Embedded sys

54、tems are usually strictly constrained in computation, memory, bandwidth, and power. To lower production and deployment costs, embedded systems are often equipped with slow processor, small memory, rudimentary radio, and limited battery. These constraints require that for a given mission, only the ne

55、cessary hardware and software modules be loaded into an embedded system. that makes component-based development an appealing and appropriate approach to embedded system development. For instance, the well-known TinyOS run-time system for networked sensors, an emerging type of deeply embedded systems

56、, is component based.ARM(Advanced RISC Machine) is the recognized industry-leading -bit embedded RISC microprocessor architecture which has a scalable, low power consumption, low cost and support the management of real-time multi-tasking features. The processor core series based on ARM have ARM, ARM

57、, ARME, ARM etc. The overall trend of monitoring system is that, from the previous analog monitoring to the current digital monitoring; from the behind scene monitoring to the advanced remote monitoring: from someone on duty to monitor the now unmanned. Digital, network-based, largescale monitoring

58、system will be the performance of the best quality, and have been widely used today .In that paper, we first analysis the embedded system theory, the design principle of remote monitoring system ,then using integrated embedded technology to propose embedded tank car monitoring system framework. Seco

59、nd, we use ADS. and Windows NT as the development environment and C language as the development tools to achieve the embedded tank car monitoring system based on ARM.There are two parts: hardware circuit design, we use SCX as the ARM embedded microprocessor core, design the network interface and dat

60、a acquisition hardware circuit, including channel analog input channels and digital I / O channel based on QT. Another part of software design, we complete the embedded Linux operation and development on SCX, and in the Linux environment to develop the device drivers of CSA , AD and digital I / O, a