【正文】 快、抗干擾力強、性價比高等特點。不同的點是，Zigbee協(xié)調(diào)器只是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送的功能，所以協(xié)調(diào)器除了最小系統(tǒng)之外，包括收發(fā)功能的天線電路，因為它還通過USB數(shù)據(jù)線連接電腦串口，所以還會有USB轉(zhuǎn)串口的電路。同時，通過相應(yīng)的指令、語句對所用的算法進行簡要說明。嵌入式IAR Embedded Workbench開發(fā)環(huán)境非常好用，用戶可以利用他完全、高效地開發(fā)和管理嵌入式應(yīng)用工程。4/Zigbee的CC2530片上系統(tǒng)解決方案。需要注意的是：如果有幾個事件同時發(fā)生，需先判斷優(yōu)先級，然后逐次處理事件。下面就是系統(tǒng)主控程序的流程框圖，如圖53所示。 // 初始化 Flash 存儲器 zmain_ext_addr( )。 //執(zhí)行操作系統(tǒng)} 系統(tǒng)初始化osal_start_system( )一旦執(zhí)行，則不再返回Main( )函數(shù)。 // 初始化消息隊列 osalTimerInit()。下面就是任務(wù)初始化的程序代碼：void osalInitTasks( void ){ uint8 taskID = 0。 //ZDApp_Init(4) SAPI_Init( taskID )。下面主要講的就是如何進行任務(wù)事件的處理。圖 54 執(zhí)行操作系統(tǒng)流程圖與流程框圖對應(yīng)的執(zhí)行代碼如下所示：void osal_start_system( void ){ for(。 //調(diào)用處理函數(shù) HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState)。圖 55 SAPI 任務(wù)事件處理函數(shù) Hal 任務(wù)事件處理函數(shù)Hal任務(wù)事件處理函數(shù)是由函數(shù)Hal_ProcessEvent()控制實現(xiàn)的，該函數(shù)負(fù)責(zé)LED閃爍事件、按鍵事件和系統(tǒng)消息事件的處理。SDK是Visual C++和整個Visual Studio的精華和靈魂。圖 58 PC電腦上位機程序下面介紹上位機的顯示窗口的組成部分，上位機程序主界面如圖59所示：標(biāo)題欄，標(biāo)有名稱“室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀——T111齊利剛”，名稱左側(cè)有該程序的應(yīng)用圖標(biāo)，右側(cè)有關(guān)閉窗口的按鈕。當(dāng)你選中溫度趨勢的話，就會出現(xiàn)溫度趨勢圖，包括一個坐標(biāo)軸，X軸標(biāo)的是測量時間的坐標(biāo)（040）秒，Y軸標(biāo)的是溫度（0176。操作輸出部分有操作提示標(biāo)簽、操作提示窗口，可以對每步操作進行提示。點擊確定就會關(guān)閉窗體。 Android應(yīng)用程序設(shè)計 軟件介紹Android是一種基于Linux的自由并且開放源代碼的操作系統(tǒng)。Eclipse開發(fā)環(huán)境是來源于Java語言，它的源代碼對外開發(fā)。 // 初始化堆棧 InitBoard( OB_COLD )。 //使能全部中斷 InitBoard( OB_READY )。 //初始化系統(tǒng)的任務(wù) osal_mem_kick()。 // 初始化定時器 osal_pwrmgr_init()。 // 初始化 MAC 層 osal_init_system( )。 // 初始化系統(tǒng)時鐘 zmain_vdd_check( )。JDK是Java語言的編程的數(shù)據(jù)包。最后，就是由上位機程序讀取并顯示所接受到的數(shù)據(jù)。如圖510所示。串口設(shè)置包括一個串口下拉選擇按鈕，一個串口打開按鈕鍵和一個串口狀態(tài)指示燈。窗體右上側(cè)是溫度和濕度的變化趨勢圖。檢測人員就可以通過電腦對傳感器節(jié)點進行實時的監(jiān)控。這樣可以減少編程人員的任務(wù)量。編譯器，更是一個編程語言的開發(fā)環(huán)境。任務(wù)處理事件處理函數(shù)如下： SAPI 任務(wù)事件處理函數(shù)SAPI 任務(wù)事件處理函數(shù)是由SAPI_ProcessEvent( )控制，主要處理允許綁定時間事件、綁定時間事件、系統(tǒng)消息事件、進入事件和用戶事件。 // 清除本次任務(wù)的事件 HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState)。除此之外，我們還可以自己定義15個事件。任何OSAL任務(wù)必須分為兩步：（1）進行任務(wù)執(zhí)行前準(zhǔn)備；（2）是執(zhí)行處理任務(wù)事件。 //Hal_Init(2)APS_Init( taskID++ )。任務(wù)優(yōu)先級由任務(wù)的標(biāo)號決定的，taskID 的值越小ID所對應(yīng)的的任務(wù)優(yōu)先級就越高，優(yōu)先級越高任務(wù)就越先執(zhí)行。下面是操作系統(tǒng)初始準(zhǔn)備程序，：osal_init_system(void){ osal_mem_init()。若有任務(wù)準(zhǔn)備好了就會使用任務(wù)處理函數(shù)去處理準(zhǔn)備好的事件，直到所有準(zhǔn)備好的任務(wù)都完成為止。 //初始化按鍵 zmain_dev_info( )。 // 初始化 I/O，LED、 Timer 等 HalDriverInit( )。（2）OSAL任務(wù)輪循環(huán)，包括事件優(yōu)先級的判定，然后在調(diào)用事件處理程序?qū)κ录M行處理，這樣周而復(fù)始的輪流循環(huán)工作，直到任務(wù)處理完畢進入休眠狀態(tài)。第三步，進入休眠，事件處理完畢進入休眠。802.AVR IAR 匯編器同其他的IAR系統(tǒng)軟件集成。其中，主要講解的是Zigbee程序。圖46 MQ135氣體傳感器模塊引腳連接圖標(biāo) 系統(tǒng)硬件電路原理圖基于Zigbee的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀，硬件電路分為兩大部分：一個是Zigbee協(xié)調(diào)器，另一個是Zigbee傳感器節(jié)點電路。天線及巴倫匹配電路設(shè)計如圖44所示。時鐘源可以在一個精度高的晶體振蕩器和一個功耗低的RC振蕩器中交替選擇使用。如圖41所示。 圖 36 MQ135氣體傳感器MQ135參數(shù)：（1）檢測氣體：氨氣、硫化物、氫氣、苯系蒸汽等（2）檢測濃度：101000ppm（3）工作電壓：177。由于體積不大和價格低廉，使其占有很好的市場優(yōu)勢。圖 34 CC2530引腳圖? AVDD1到AVDD6：電源（模擬）引腳，2V– 模擬電源連接；? DVDD1當(dāng)CC2530處于空暇模式時，任何中斷都可以使其恢復(fù)到主動模式。手機通過下載應(yīng)用程序并安裝就可以接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。（3）數(shù)據(jù)路由器路由器是為了增強Zigbee網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性而加入到網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，其主要的作用是看管其他終端節(jié)點。移動監(jiān)測，一般是將監(jiān)測設(shè)備放在可移動的物體上，在監(jiān)測范圍內(nèi)來回移動，在移動的過程中采集相關(guān)數(shù)據(jù)[[] 洪鋒,褚紅偉,金宗科,單體江,[J].計算機研究與發(fā)展,2010,S2:8187.]。該層主要包括執(zhí)行管理、分布式數(shù)據(jù)挖掘活動和傳感器注冊表及控制的功能。 系統(tǒng)功能規(guī)劃本設(shè)計主要是通過傳感器、Zigbee模塊、上位機程序和安卓手機應(yīng)用程序搭建一個基于Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀。在Zigbee應(yīng)用中，提供2種標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)類型：一個是鍵值對（KVP），另一個是報文（MSG）。 介質(zhì)接入控制子層（MAC）MAC層負(fù)責(zé)處理所有的物理無線信道訪問，并產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信號、同步信號；支持PAN連接和分離，：（1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器產(chǎn)生信標(biāo)；（2）與信標(biāo)同步；（3）支持PAN(個域網(wǎng))鏈路的建立和斷開；（4）為設(shè)備的安全性提供支持；（5）信道接入方式采用免沖突載波檢測多址接入(CSMACA)機制；（6）處理和維護保護時隙(GTS)機制；（7）在兩個對等的MAC實體之間提供一個可靠的通信鏈路。:,915MHz以及868MHz。同時，利用全握手協(xié)議提高傳輸可靠性。圖 23 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) Zigbee技術(shù)的特點作為一種剛剛興起的無線通信技術(shù)，Zigbee技術(shù)發(fā)展態(tài)勢是相當(dāng)?shù)难该停?dāng)然，這和他自身的特點是離不開的。每一個節(jié)點設(shè)備都只能和他的父設(shè)備和子設(shè)備之間進行通信。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與一般網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似，Zigbee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般有三種形式：星形拓?fù)?、樹形拓?fù)?、網(wǎng)狀拓?fù)洌? 星形拓?fù)湫切瓮負(fù)湫问较鄬碚f是比較簡單的，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有兩部分組成，一個是Coordinator節(jié)點，另一個是許多EndDevice節(jié)點，如圖21所示。通常，路由器希望是一直處于活動狀態(tài)，因此它必須使用主電源供電。協(xié)調(diào)器的角色主要涉及網(wǎng)絡(luò)的啟動和配臵。應(yīng)用范圍廣泛，可以與其他設(shè)備組合在無線控制和監(jiān)測控制等方面使用。還有就是對設(shè)計所用到的上位機程序和安卓應(yīng)用程序進行了功能介紹。全文共分為6個章節(jié)：第1章 緒論，講解了室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀的研究背景，同時還講解了國內(nèi)和國外在空氣質(zhì)量檢測的領(lǐng)域現(xiàn)在的研究成果。兒童、老人、呼吸系統(tǒng)等疾病患者及一般人群減少戶外活動201300Ⅴ重度污染紫紅色心臟病和肺病患者癥狀加劇運動耐受力降低，健康人群出現(xiàn)癥狀兒童、老人、呼吸系統(tǒng)等疾病患者及一般人群停止減少戶外運動300Ⅵ嚴(yán)重污染褐紅色健康人群運動耐受力降低，有明顯強烈癥狀，可能導(dǎo)致疾病兒童、老人、呼吸系統(tǒng)等疾病患者及一般人群停止戶外活動本課題用到很多技術(shù)，所以要對主要芯片和所用語言進行學(xué)習(xí)和總結(jié)，除此之外，還要對無線傳感網(wǎng)絡(luò)核心部分Zigbee和傳感器進行研究。室內(nèi)空氣檢測項目見表11。在新國標(biāo)中，強化了一個核心指標(biāo)即CADR值。目前，空氣凈化涂料對污染物的凈化功能的評價大多依據(jù)JC/T1074—2008《室內(nèi)空氣凈化功能涂覆材料凈化性能》標(biāo)準(zhǔn)進行，該標(biāo)準(zhǔn)中涉及甲醛和甲苯兩個凈化指標(biāo)[[] 徐映如,王丹俠,張建文,張穎琦,韓若冰,沈俊毅,俞新春. PM 10和PM 、治理及標(biāo)準(zhǔn)體系的概況[J]. 職業(yè)與健康,2013,01:117119.]。從2005年至2012年,美國的溫室氣體排放量下降了近10%。通過檢測和改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，給大家創(chuàng)造一個健康、舒適的起居環(huán)境。 Multipoint detectionI目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒 論 1 課題研究背景 1 空氣質(zhì)量檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 國外研究現(xiàn)狀 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 本文研究內(nèi)容 2 文本結(jié)構(gòu) 5第2章 Zigbee技術(shù)簡介 5 Zigbee基本概念 6 設(shè)備類型 6 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 7 Zigbee技術(shù)的特點 8 9 Zigbee協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 10 物理層（PHY） 10 介質(zhì)接入控制子層（MAC） 11 網(wǎng)絡(luò)層（NWK） 11 應(yīng)用層（APL） 11 應(yīng)用程序框架（AF） 12 Zigbee設(shè)備對象（ZDO） 12第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計方案規(guī)劃 13 系統(tǒng)功能規(guī)劃 13 系統(tǒng)設(shè)計方案 13 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 14 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 16 主要元器件的選用 16 CC2530芯片 16 傳感器 18 本章小結(jié) 19第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 20 最小系統(tǒng)設(shè)計 20 各單元電路設(shè)計 20 電源電路 21 時鐘電路 21 天線及巴倫配置電路 21 傳感器電路 22 系統(tǒng)硬件電路原理圖 23第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 Zigbee程序設(shè)計 25 IAR Embedded Workbench軟件簡介 25 Zigbee程序總體設(shè)計 26 系統(tǒng)主控程序設(shè)計 26 操作系統(tǒng)初始化程序設(shè)計 28 操作系統(tǒng)執(zhí)行程序設(shè)計 29 PC上位機程序設(shè)計 32 VC++軟件簡介 32 上位機設(shè)計實現(xiàn) 33 Android應(yīng)用程序設(shè)計 35 軟件介紹 35 Android應(yīng)用程序設(shè)計實現(xiàn) 35第6章 系統(tǒng)的仿真、制作與測試 37 系統(tǒng)程序的編寫、仿真和下載 37 程序的編寫運行 37 仿真器程序下載 38 實物的連接和調(diào)試結(jié)果 39 實物的連接 39 調(diào)試結(jié)果 39 系統(tǒng)性能分析 40結(jié) 論 42參考文獻(xiàn) 43附錄1 45附錄2 46致 謝 48IV第1章 緒 論 課題研究背景根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查監(jiān)測了新建及新裝修的教室、辦公樓、家庭臥室等230多戶大約4萬平方米的建筑。第一步，通過各種傳感器對室內(nèi)甲醛、苯、氨氣、總揮發(fā)性有機物TVOC等空氣污染物進行檢測和數(shù)據(jù)處理；第二步，將檢測參數(shù)傳送給Zigbee終端節(jié)點；第三步，通過Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)將接收的數(shù)據(jù)傳送到主控端進行空氣質(zhì)量指標(biāo)的顯示和監(jiān)控。因此，為家人和朋友創(chuàng)建一個空氣新鮮、健康舒適的生活環(huán)境是非常必要的。不僅適用于新房入住和剛裝修完的房子的空氣質(zhì)量檢測，也可以對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行實時檢測，具有很高的實際應(yīng)用價值。除此之外，%，苯系物(甲苯、二甲苯等)%[[] 行少亮,朱波. 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2011,11:183.]。空氣質(zhì)量檢測儀基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，更加方便、快捷，適用于新房入住和剛裝修完的房子的空氣質(zhì)量檢測，也可以對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行實時檢測，尤其老人、孕婦、兒童等抵抗力弱的人群更加需要，為您和您的家人的健康保駕護航，具有很高的實際應(yīng)用價值?！?014年3月25日，世界衛(wèi)生組織發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2012年全球因空氣污染導(dǎo)致的各類疾病死亡人數(shù)約為700萬。為了規(guī)范市場，國家環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、福州大學(xué)光催化研究所和中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院等單位起草了《凈化空氣用光催化劑GB/T278702011》國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)并于2012年開始實施[[] [J].硅谷,2013,09:10+12.]。首先，是通過各種傳感器對室內(nèi)甲醛、苯、甲苯、氨氣、總揮發(fā)性有機物TVOC等空氣污染物進行檢測，然后將檢測到的指標(biāo)參數(shù)傳送給Zigbee模塊?？諝赓|(zhì)量指數(shù)級別見表12。再次，在軟件方面，對設(shè)計