基于ZigBee和NB-IoT的环境监测系统设计与实现

来源 :深圳大学 | 被引量 : 16次 | 上传用户:zhangdeting
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环境数据的无人值守自动监测系统有现实的需求,其研究很有必要性。本文拟以空气检测、水质检测、温湿度和光照强度为参数举例进行数据采集,并通过ZigBee无线传输模块组成无线传感网络。该传感网络通过ZigBee-NB-IoT网关进行异构组网,最终将数据通过NB-IoT基站发送到用户管理云平台。主要工作如下:1.对ZigBee技术和NB-IoT技术的发展和特点进行了文献研究和市场调查。对两种技术进行了比较总结。2.在上述技术基础上,设计了一种基于ZigBee与NB-IoT异构组网的方案。其数据采集无线传感网络采用ZigBee组网,异构网络之间的通信由ZigBee-NB-IoT网关模块实现,网关以Cortex-M3作为内核的32位处理器STM32作为主控,实现ZigBee通信模块和NB-IoT通信模块的通信。最终数据通过NB-IoT基站发送到用户操作云平台。3.完成了环境监测系统的硬件设计和实现。设计并制作了数字量传感器和模拟量传感器的接入系统的电路及采集节点模块。设计了ZigBee通信模块和连接STM32的电路。NB-IoT无线通信模块采用BC95,设计了BC95连接STM32和SIM卡的电路。4.添加NB-IoT设备到云平台,配置入网、数据传输方式和设备属性。在云平台展示实时采集的环境数据。5.利用软件开发平台对无线传感网络程序进行测试优化。模拟了某试验区域环境数据的监测。综上所述,本文所设计的基于ZigBee和NB-IoT的环境监测系统能够正常运行,监测数据稳定、可靠。系统操作简单、易维护,适用场景丰富,传输距离不受限制。通过本文的尝试,开拓了NB-IoT技术的研究和应用,相信在环境和能源监测技术发展中具有参考意义。
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