ZigBee+LabView物联网的粮库环境监测系统设计(3)
1.3 课题研究意义
目前我国粮库环境监测系统存在着诸多缺点，当前状况下急需开发一种无线采集传输的粮库环境监测系统，对现有粮库系统进行改进，使系统实现物联网化。
在无线传输方式中，近几年流行起来的ZigBee紫峰技术是一个极好的选择。ZigBee具有低成本、低功耗、简单、近距离、高容量、自配置、多种组网方式和灵活的网络拓扑结构等特点。ZigBee作为一种新兴的短距离无线通信技术，在医疗、智能家居、工业控制、农业等领域已经得到了广泛使用。与其他无线方式相比较，使用ZigBee技术在成本、可靠性、开发难度等具有明显的优势，因此将ZigBee技术应用于粮库环境监测方面是此技术的研究热点，前景十分广泛。
1.4 论文结构安排
本次设计主要论述了粮库环境监测系统中下位采集节点的软、硬件设计与上位机端监控软件的界面设计及其实现，论文的章节安排如下：
第一章 绪论。论述论文选题背景、分析粮库环境监测系统的目前发展现状，以及课题的研究意义，介绍整篇论文的章节安排。
第二章 粮库环境监测系统需求分析。介绍粮库的场景环境和分析监测需求。并对现有的无线通信技术做简要比较，以及对本系统所采用的ZigBee技术进行进一步分析。
第三章 粮库环境监测系统总体体设计。设计粮库环境监测系统的总体框架，分析节点所需要用到的相关器件，并给出节点的软硬件要求。
第四章 粮库环境监测节点的硬件设计。根据需求分析和总体方案，对节点所需硬件进行选型和具体结构设计。
第五章 粮库环境监测节点的软件设计。对节点的软件模块进行规划设计，对各功能模块进行详细程序设计说明。
第吹冰章 系统上位机监控软件设计。本章介绍上位机监控软件的开发流程，详细说明上位机程序系统各个功能模块的设计与实现。
第七章 总结与展望。对本次设计进行总结，并根据设计过程中发现的问题，对以后的工作进行提出改善方案。
第二章 粮库环境监测系统需求分析
2.1 粮库环境监测系统总体需求分析
粮食在保存期间由于季节变化、昼夜温差等因素的影响，温度、湿度、气体（二氧化碳、氧气）浓度等对粮食保存时间具有重大影响。由于粮库内空间较大，需要监测的节点比较多，而以上参数往往是具有空间分布性的，需要布设多组检测传感器才能准确获取环境参数信息。如果采用人工铺设有线线路的方式，费时也费力。为方便位置调整，建议采用无线方式进行采集监测。因此本设计选用ZigBee紫蜂技术构建无线传感网络。以温湿度的采集为例，所以在传感器的选择方面主要选择温度和湿度作为主要的环境监测参数。
为了缩短系统开发周期，上位机采用美国国家仪器公（National Instruments Corporation)开发的LabView作为监控界面开发软件。LabView具有友好的图形界面，丰富完善的监控功能和强大的库函数。利用LabView的工具包，可实现数据库的操作和各种报表；更加重要的是它支持使用RS-232串口转USB的驱动程序，可方便实现ZigBee无线传感器网络PC端监控界面的连接。最终能够实现温度和湿度采集及远程监控以及在web终端访问[2]。
2.2 粮库环境监测系统传输技术分析
当前常用的短距离的无线通信技术有ZigBee、蓝牙(Bluetooth)、无线局域网802.11 (Wi-Fi)、短距通信（NFC)等等。这些无线通信技术均有适合的应用方面，但是没有一种技术可以完美满足所有的应用需求[3]。这些短距离的无线通信技术的性能如表1.1所示。