本章将在前两章的基础上介绍此监控系统总体设计方案，包括需求分析，介绍所需的软硬件开发环境和工具，介绍拟采取的方法和技术，最后介绍系统总体功能设计。

3。1系统方案可行性分析

这里，研究将利用物联网兴起后被广泛使用的CC2530为技术组建分布式监控系统，简单介绍选择CC2530的原因以及对系统需求进行分析。

3。1。1微处理器选型

嵌入式微处理器主要完成数据传输、网络组织、协议处理以及ZigBee网络与上位机串口的通信[6]。本无线传感器网络系统使用CC2530作为主控板，实现LED液晶显示、温湿度的测量及红外热释电和门窗开闭情况的采集和数据处理。

CC2530是一个真正的用于IEEE802。15。4，ZigBee和RF4CE的片上系统解决方案[11]。本设计选用的微处理器芯片CC2530F256由德州仪器公司设计，该芯片具有许多强大的功能，能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点。将选用的CC2530F256具有256 kB的内存，该芯片RF收发器十分强劲、内核就是8051MCU，很方便开发，同时结合该公司业界领先的ZigBee协议栈（Z-StackTM），该芯片给开发提供了一个较好的ZigBee应用解决方案，此芯片还十分适合低功耗的系统，综上所述我选择该芯片[11]。

3。1。2系统需求分析

物联网技术飞速发展，日新月异，可以任意互联互通，兼容性良好，能够充分发挥功能ZigBee无线传感网络已经越来越受到用户欢迎。而视频布线，人力监控等传统监控系统有着因成本提升导致开销大，可靠性低和无法实时响应应急情况等缺点。

本课题选用ZigBee作为无线手段，来实现分布式安全监控系统内部网络连接，通过串口通信协议和PC控制面板，以及Z-Stack协议栈进行数据传输，对整个系统进行控制。

首先对Z-Stack协议栈进行具体分析，完成实现2个无线传感器节点的点对点通信，了解其原理，在之前的基础上添加感应和反馈等功能模块，逐步实现监测门窗的开闭、监测室内人员移动以及对室内温度等进行监控等的基本功能。

对于系统的需求归纳为以下几点：

（1）实时的温湿度监控，通过分布在各个目标区域的传感器节点，实时向协调器汇报传感器采集到的温湿度数据。

（2）实时监控人员移动，通过分布在各个目标区域的红外热释电传感器节点，实时向协调器汇报当前区域是否有人。

（3）实时监控门窗开闭，作为监控系统另一项重要功能，实时门窗监控，能够实时向协调器汇报门窗开闭情况。

（4）合适的协议，由于无线传感器节点众多，必须设计一种协议对发送过来的数据进行标识，否者协调器无法处理相同类型的数据包，那么用户也无法判断哪个区域的温度，哪一扇门或哪一扇窗未关。

（5）LED液晶显示，让用户直观感受接收的效果。

（6）上位机程序，上位机程序虽然在要求中没有明确，但是考虑到这是一个物联网系统，以后必须要再进一步开发，对有用的数据要进行存储，上传云服务器，使数据更有价值。所以，作为毕业设计创新和完善，要求中提到的远程管理的通信、显示、控制功能便可以在这里实现。上位机程序基本采用。Net开发平台中Windows Form的窗体应用程序，能满足串口收发数据处理分析即可。

（7）功耗低，终端节点满足3。7V锂电池持续工作一年左右。

（8）扩展性强，修改传感器节点只需设置节点编号对应协议就能识别节点位置，方便用户使用。

（9）PL2303，将串口数据转换成为USB发送接收，方便用户使用。

3。2整体功能模块设计