基于无线传感网络的生物培养环境实时监测技术研究

• 作 者: 江彦
• 出 处: 哈尔滨工程大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: ZigBee 无线传感网络 CC2530 生物培养环境

ZigBee协议自V1.0版本到2007版本,其技术已经越来越成熟,应用也越来越广泛。比之其他无线网络技术,它具有功耗低、成本低、网络容量大、容易实现和组网方式灵活等特点。物联网技术的发展使得传感器技术逐渐与无线网络技术相融合,能够感知、采集、传输并处理信息的无线传感网络便应运而生。在生物培养实验中,很多环境参数需要长期观察或保持,如细胞的培养过程中需要保持合适的二氧化碳浓度和恒定的温湿度等。这些实验大多是在密闭的环境下进行的,存在着人工测量不方便的问题。论文根据课题的需要,研究并确立了系统的总体设计方案,选择了合适的器件及无线网络结构,对硬件电路做了详细的设计。根据需求,终端节点采用精简功能设备,而协调器采用全功能设备。在此基础上,设计并实现了PC端监测软件,选取了温度、湿度、二氧化碳浓度以及pH值等四种常见的参数作为监测对象,利用传感器采集信息,无线网络作为传输的媒介将这些信息从实验培养箱内实时地发送至监测区显示。通过监测软件对数据的解析和实时显示,使得观测人员更加方便地把握当前的实验环境,并根据观察到的数据对生物实验环境进行及时合理地调整。此外,还设计了历史数据查询功能和报警功能。最后,对系统进行了测试分析。本文基于ZigBee技术和CC2530实现的生物培养环境实时监测系统,能够实时检测到仪器内部的多种实验环境参数。通过组网测试和数据传输测试,结果表明系统能够迅速地建立网络,并实时地传输数据,实现了无线传感网络的功能。利用该系统对实际的生物培养环境进行了实时监测,运行结果表明,本系统能够满足设计的基本功能需求,并能够准确地监测到多种生物培养环境参数,系统运行持续可靠,具有良好的实际应用价值。