導(dǎo)語(yǔ)：ZigBee智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:基于當(dāng)前傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理存在的諸多弊端，本文提出一種基于zigbee的智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的解決方案，本系統(tǒng)是基于ZigBee的智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，以ZigBee自組網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合FRID技術(shù)、上位機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智能化管理。

關(guān)鍵詞:ZigBee;傳感器;上位機(jī);RFID

1系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)通過學(xué)生的校園卡來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智能化門禁管理，師生員工通過刷卡進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室的上位機(jī)界面刷卡進(jìn)入后顯示姓名等信息。硬件部分包括煙霧傳感器和光敏傳感器，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室有煙霧時(shí)，PC端會(huì)顯示“有煙霧”。根據(jù)當(dāng)光線的強(qiáng)弱，自動(dòng)打開實(shí)驗(yàn)室的燈光的開關(guān)。換氣扇控制模式有自動(dòng)模式和手動(dòng)模式兩種。自動(dòng)模式可根據(jù)有害氣體濃度傳感器和溫濕度傳感器的值來控制換氣扇的開啟與閉合。通過提前設(shè)定的各種環(huán)境參數(shù)的工作閾值來控制風(fēng)扇的狀態(tài)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到室內(nèi)環(huán)境含有有毒氣體時(shí)，風(fēng)扇便會(huì)自動(dòng)開啟，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境沒有有毒氣體后，風(fēng)扇會(huì)停止工作。切換到手工模式后，用戶可自己通過按鍵設(shè)定指示燈的開啟和關(guān)閉和風(fēng)扇的開啟和關(guān)閉。

2組成部分

2．1硬件部分。硬件部分主要包括ZigBee模塊、煙霧傳感器模塊、溫濕度傳感器模塊、蜂鳴器等部分。2．1．1ZigBee模塊。ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無(wú)限擴(kuò)展。2．1．2煙霧傳感器模塊。MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。故適用于實(shí)驗(yàn)室的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置。2．1．3溫濕度傳感器模塊溫濕度傳感器DHT11模塊的主要特性見下表，適合于實(shí)驗(yàn)室溫濕度檢測(cè)，該模塊在實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)中有兩個(gè)用途。一是利用ZigBee自組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳送到PC端界面顯示實(shí)時(shí)溫度和濕度，二是換氣扇根據(jù)其檢測(cè)到實(shí)驗(yàn)室溫濕度檢測(cè)的數(shù)據(jù)控制換氣扇的工作狀態(tài)，用戶可根據(jù)此時(shí)室內(nèi)的實(shí)時(shí)的溫度和濕度手動(dòng)控制換氣扇的工作狀態(tài);當(dāng)實(shí)驗(yàn)室溫度大于35℃時(shí)，換氣扇在自動(dòng)工作模式下自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且此時(shí)蜂鳴器持續(xù)報(bào)警。直至溫度下降到35攝氏度以下才停止報(bào)警，換氣扇停止工作。2．2軟件部分。下圖為ZigBee管理系統(tǒng)示意圖，通過PC界面可以控制實(shí)驗(yàn)室總開關(guān)的開啟和關(guān)閉，當(dāng)打開總開關(guān)后，還可通過PC界面相應(yīng)的控制按鍵控制用電器的打開和關(guān)閉，還可以遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)室燈光的打開和關(guān)閉，通過布置在ZigBee終端模塊上的溫濕度傳感器和煙霧傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的煙霧濃度和溫濕度的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反饋到PC界面顯示，光敏傳感器檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)光的強(qiáng)弱變化，當(dāng)光強(qiáng)度變大時(shí)，PC界面會(huì)顯示“強(qiáng)光”的提示信息，并且實(shí)驗(yàn)室燈光會(huì)自動(dòng)變?nèi)?，相反，如果光?qiáng)度變小時(shí)，PC界面會(huì)顯示“弱光”的提示信息，并且實(shí)驗(yàn)室燈光會(huì)自動(dòng)變強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)室人員管理部分，通過ZigBee終端模塊上的RFID讀卡器的讀取進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的人員的刷卡信息，統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的人數(shù)，實(shí)驗(yàn)室的人員姓名等基本信息。實(shí)驗(yàn)室管理人員可遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)室的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備、電源的開關(guān)、燈的開關(guān)、實(shí)驗(yàn)室的人數(shù)、姓名等基本信息。

3結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)可以很好的解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理中存在的諸多弊端，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理的智能化、便捷化?？梢詫?shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)出人員的實(shí)時(shí)更新，可遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)室總開關(guān)，燈光的開關(guān)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境。具有潛在的市場(chǎng)價(jià)值。

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作者:郭茹博 單位:西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院