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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理及應(yīng)用答案（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理及應(yīng)用第二版答案）

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前言
大家好，我是林總，伴隨著人們生活水平的不斷提高，科技的迅速發(fā)展，發(fā)展樓宇自控系統(tǒng)已成為一種必然的趨勢。越來越多的家庭開始注重提升生活品質(zhì)和生命質(zhì)量，為自己營造一個安全、舒適、清新、便利的生活環(huán)境。
正文
傳統(tǒng)的家居，防盜系統(tǒng)十分簡陋，信息無法有效傳遞；各電器彼此間獨立，無法共享信息和遠程控制；家居電力系統(tǒng)簡單，無法進行智能控制。家居系統(tǒng)采取有線傳輸方式。系統(tǒng)布局靈活性差。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)家居系統(tǒng)的缺點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許多的無線傳感器節(jié)點通過自組織方式形成的無線網(wǎng)絡(luò)，具有監(jiān)測精度高、低功耗、低成本、實時性好、高容量、覆蓋區(qū)域大等顯著的優(yōu)點。

智能家居系統(tǒng)整體設(shè)計

智能家居系統(tǒng)根據(jù)功能劃分，包括的主要子系統(tǒng)如圖1所示。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理及應(yīng)用答案（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理及應(yīng)用第二版答案）

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡(luò)和控制管理中心三大主要部分組成，其組成部分中的集成傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊中的各節(jié)點通過協(xié)議自主成一個分布式網(wǎng)絡(luò)。再將采集的數(shù)據(jù)進行優(yōu)化，經(jīng)無線電波傳輸給信息處理中心。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

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智能家居系統(tǒng)的硬件設(shè)計

01智能監(jiān)控模塊

智能監(jiān)控模塊不受時間地點的限制，能夠直接通過局域網(wǎng)絡(luò)或?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)．利用瀏覽器進行遠程的影像監(jiān)控和語音通話。也支持本地卡存儲和遠程PC機、移動端來測郵件傳輸、FTP傳輸。同時可利用遠程影音進行拍攝，更可達成專業(yè)的安全防護，也增加了很多生活樂趣。

智能視頻監(jiān)控模塊主要功能是對室內(nèi)電器、室內(nèi)環(huán)境進行監(jiān)控。由于無線傳輸模塊如CC2430內(nèi)置一個8051微控制器內(nèi)核。因此，可直接接入繼電器對家用電器進行有效控制．也可接入傳感器，如溫度傳感器對空調(diào)溫度或者熱水器溫度進行檢測和控制。智能監(jiān)控模塊的設(shè)計結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

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圖3設(shè)計的系統(tǒng)工作原理：先通過傳感器(包括溫感、濕感、煙感和煤氣濃度傳感器)將現(xiàn)場溫濕度、煤氣濃度、煙霧濃度等非電信號轉(zhuǎn)化為電信號；經(jīng)調(diào)理電路，將傳感器輸出的電信號進行調(diào)理(放大、濾波等)，滿足A／D轉(zhuǎn)換的要求；由A／D轉(zhuǎn)換電路，完成將模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。單片機可判斷室內(nèi)是否發(fā)生異常，如果環(huán)境有異常，系統(tǒng)將顯示報警。按實現(xiàn)功能主要包括：主控制模塊、傳感器模塊、報警模塊。

溫度傳感器采用DS18b20，體積小且耐磨耐碰，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。DS18b20具有獨特的單線接口方式，在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)與DS18B20之間微處理器的雙向通訊。支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，既可實現(xiàn)多點測溫，又不會因數(shù)量過多使供電電源電壓過低．從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。

濕度傳感器選擇DHT11。DHT11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和卓越的長期穩(wěn)定性。

02智能檢測模塊

智能檢測模塊主要功能是對房間人數(shù)進行隨時檢測和記錄，同時對人體的體征是否正常進行實時監(jiān)測。例如能夠監(jiān)測是否有人跌倒并及時報警送醫(yī)。

利用激光傳感器監(jiān)測房間人數(shù)。把該傳感器安裝在房間的出入口，能夠?qū)崟r地監(jiān)測進出門人的動作。選擇激光對射式傳感器，每個門安裝兩對，每對包括一個發(fā)射和一個接收部件。

利用超聲波測距傳感器檢測人體行動和體征。超聲波可以測量物體的距離，用作測量人體是否在移動，如果人體移動，超聲波測量得到的距離是不斷變化的：還可以用作測量人體是否跌倒，把超聲波測距傳感器安裝在天花板上，當人體在超聲波傳感器可測范圍內(nèi)跌倒，傳感器測出的距離數(shù)據(jù)會發(fā)生變化，進而可以判斷出有人體跌倒的結(jié)果。為有老人和小孩的家庭提供很大的便利。

03智能安防模塊

智能安防模塊主要功能是監(jiān)測房間火、氣、電、人等狀態(tài)，防止發(fā)生火災(zāi)、煤氣中毒、觸電和小偷進入等事件，保護家庭的安全。本文充分利用各種傳感器，接入無線通信模塊，構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。例如利用火焰?zhèn)鞲衅鳌?span id="7cv38ze8gk" class="candidate-entity-word" data-gid="2482483">煙霧傳感器、煤氣探測傳感器和門磁等傳感器，達到家居智能安防的目的。

家居智能監(jiān)控軟件設(shè)計

01智能監(jiān)控軟件設(shè)計

家居智能監(jiān)控模塊的設(shè)計目的是通過傳感器監(jiān)測和控制家庭中的重要設(shè)備。以對家居燃氣設(shè)備進行監(jiān)控(見圖4)為例，當控制系統(tǒng)監(jiān)測到燃氣在使用時家中沒有人。則啟動定時計數(shù)，經(jīng)過一定時間后若家中還沒有人，系統(tǒng)就會發(fā)生提醒信息并自動關(guān)閉燃氣閥。

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02家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

遠程監(jiān)控模塊能夠執(zhí)行高加密(電話識別)多功能語音電話遠程控制功能。當業(yè)主出差或者在外辦事，可以通過手機、固定電話來控制家中的空調(diào)、窗簾、燈光電器等，使之提前制冷、制熱、或進行開啟和關(guān)閉；還可以知道家中電路和各種家用電器是否正常工作，得知室內(nèi)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。從而控制窗戶和紫外線殺菌裝置進行換氣或殺菌：此外根據(jù)外部的天氣狀況適當?shù)乜刂莆輧?nèi)空氣濕度和溫度等。也可以通過手機或固定電話來自動給花草澆水、寵物喂食；控制臥室的柜櫥，對衣物、鞋襪、被褥等殺菌、晾曬等。

總結(jié)

本文設(shè)計的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)。提供了廣泛的信息交互功能，優(yōu)化了居住環(huán)境，幫助人們有效地利用空間以及節(jié)約各種能源，實現(xiàn)了對家電的遠程控制功能，同時結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點，提供靈活布局、移動性強和數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的家居系統(tǒng)。

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