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1、申请书编号： 石家庄信息工程职业学院院级课题申 请 书（自然科学）课 题 名 称 基于 ZIGBEE 的图书馆温、湿度监控系统的开发项 目 负 责 人 贾景谱负责人所在部门 计算机应用系填 表 日 期 2010 年 5 月 21石家庄信息工程职业学院科研处申请者承诺：我承诺对本人填写的各项内容的真实性负责，保证没有知识产权争议。如获准立项，将以本表为有约束力的协议，遵守石家庄信息工程职业学院院级课题管理的有关规定，按计划认真开展研究工作，取得预期研究成果。石家庄信息工程职业学院有权使用本表所有数据和资料。申请者（本人签字）：年 月 日填 表 说 明注意：填表前注意：填表前请认请认真仔真仔细阅读
2、细阅读本本说说明明1申请书请用计算机打印，报送一式 2 份（双面打印），左侧装订成册。2 “研究进度安排”要按年度或主要研究阶段填写。3项目负责人需具有研究生学历或讲师（含讲师）以上职称；不具备以上条件者，需有两名具有副高及以上职称者推荐，并填写本表有关推荐内容。石家庄信息工程职业学院科研处石家庄信息工程职业学院科研处一、项目负责人及主要参加者基本情况一、项目负责人及主要参加者基本情况类 别自然科学课题名称基于 ZIGBEE 的图书馆温、湿度监控系统的开发负责人姓名贾景谱性 别女民族汉出生年月1979 年 10 月职 称讲师最后学历本科最后学位硕士研究专长应用电子所在部门计算机应用系电 话85
3、327533手 机13582127371办公85327533项目负责人联系方式E姓 名性别年龄职称学历学位研究专长分 工刘春艳女33讲师本科硕士计算机应用白振林男41副教授本科学士计算机应用刘俊伏女41教授本科硕士计算机应用陈斌男28教员研究生硕士计算机应用马志彬男38讲师本科学士网络应用主要参加者张燕菲女30讲师本科硕士应用电子第一推荐人姓名职称工作部门第二推荐人姓名职称工作部门最终成果形式实物产品装置预计完成时间2012 年 12 月份备注二、二、 国内外现状及发展趋势国内外现状及发展趋势国内外现状：国内外现状：ZIGBEE 的无线网络通信设备主要包括三种设备：网络协调器（FFD） 、中继
4、器（FFD） 、终端设备（RFD） 。目前在无线数传输、无线传感器网络、无线实时定位、射频识别、数字家庭、安全监视、无线键盘、无线遥控器、无线抄表、汽车电子、医疗电子、工业自动化等方面都有非常广阔的应用，是目前嵌入式应用领域的一个热点。ZigBee 技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。目前国内 ZIGBEE 的无线网络通信设备主要应用在短距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间，其典型的传输数据类型有周期性数据（如传感器数据） 、间歇性数据（如照明控制）和重复性低反应时间数据（如鼠标） 。尽管，国内不少人已经开始关注 Zigbee 这们新技
5、术，而且也有不少单位开始涉足 Zigbee 技术的开发工作，然而由于 Zigbee 本身是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须和网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起。因而深入理解这个来自国外的新技术，再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套的队伍，本身就不是一件容易的事情。因而到目前为止，真正将 Zigbee 技术开发成产品的都是定制式的，即专门为某一方面研制的设备，可能到另一领域不能通用。根据 ZigBee 联盟目前的设想，ZigBee 的目标市场主要有 PC 外设（鼠标、键盘、游戏操控杆） 、消费类电子设备（TV、VCR、CD、VCD、DVD 等设备上的遥控装置） 、家庭内
6、智能控制（照明、煤气计量控制及报警等） 、玩具（电子宠物） 、医护（监视器和传感器） 、工控（监视器、传感器和自动控制设备）等非常广阔的领域。ZIGBEE 无线网络通信设备在油井、电力等重要领域的环境监测系统已经有文章研究，因为新技术的出现和此技术的特点使得它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。由于各方面的制约，ZigBee 技术的大规模商业应用还有待时日，但已经展示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更大的应用。发展趋势：发展趋势：Zigbee 技术和 RFID 技术在 2004
7、 年就被列为当今世界发展最快，市场前景最广阔的十大最新技术中的两个。ZigBee 技术将朝着开发 SoC(片上系统)、更多规范、与 IPv6 结合、更廉价、更省电、更快速等方向发展。ZigBee 无线网络通信设备市场的培育和发展也是 ZigBee 技术发展重点方向。2007 年2008 年 ZigBee 产品应用在国际市场上有快速成长的机会，成长的动力来自于 Zigbee 联盟和业界厂商的大力推广，更完善的 Zigbee标准制定、Zigbee 芯片成本的不断下降以及与其他网络技术的互相结合并产生互补优势。据 Wireless Data Research Group 预测，2007 年 ZigB
8、ee 设备市场与配件收益的增长将达 80 亿美元。另据全球著名的行业研究机构 In-Stat 预测，到 2009 年，经 ZigBee规范网络层及其他专有协议实现的 IEEE 802.15.4 无线个人局域网市场有望增长 200，年交付量有望突破 1.5 亿件，从而使得以 ZigBee 技术环境监测系统的开发会雨后春笋般的的出现，由于网线通信和控制使得它的应用更广，同时也会促进产品的更新换代。综上所述，作为新兴的短距离无线通信技术，Zigbee 无线网络通信设备将以各种各样的方式快步向我们走来，成为人类工作和生活中不可或缺的一部分。三、项目主要实施内容、技术路线、技术关键及创新点三、项目主要实
9、施内容、技术路线、技术关键及创新点主要实施内容主要实施内容: :网络协调器硬件设计-网络协调器软件设计-中继器硬件设计-中继器软件设计-终端设备硬件设计-终端设备软件设计技术路线：技术路线：自主研发技术关键：技术关键：1、低功耗。在低耗电待机模式下，2 节 5 号干电池可支持 1 个节点工作 624 个月，甚至更长。 2、低成本。由于大幅简化协议，降低了对通信控制器的要求，且 ZigBee 议协是免专利 费。 3、低速率。ZigBee 工作在 250kbps 的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。 4、短时延。ZigBee 的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需 15ms，节点连接进
10、入网络只需 30ms。 5、高容量。ZigBee 可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点， 最多一个主节点可管理 254 个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可 组成 65000 个节点的大网。 6、近距离。相邻节点间的传输距离范围一般介于 10100m 之间，在增加 RF 发射功率后， 可增加到 13km。通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。 7、高安全。ZigBee 提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防 止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。 创新点：创新点：1、 组网能
11、力强：协议栈编写采用 C 与 ASM 结合，且做了进一步优化。2 2、功耗低：采用 C8051 系列低功耗处理器+片上 ZIGBEE SOC 芯片，电池使用时间较长。3 3、 距离远：采用加大功放的方式来增加单跳距离及扩展产品适用性。技术路线图技术路线图网络协调器硬件设计-网络协调器软件设计-中继器硬件设计-中继 器软件设计-终端设备硬件设计-终端设备软件设计四、预期目标（技术指标、经济指标、技术创新能力及社会效益）四、预期目标（技术指标、经济指标、技术创新能力及社会效益）技术指标与参数：射频频率：24GHz；通道数：具有 16 个射频通道 24052485；通讯视距：可靠传输距离在 100
12、米以上；发射功率：低功耗型为-250 dbm；可调远距离型为 18526 dbm 可调；接收灵敏度：低功耗型为-90 dbm；远距离型为-99 dbm；网络拓扑：星状、树状、网状；每跳延时：不大于 15 ms；数据安全：采用 128-Bit AES 加密算法。经济指标：每台价位大约 1500 左右，由于它可以用在仓库、大棚、图书馆、家居等地方应用，价格低廉，安装简单，布点方便，具有很大的推广价值。技术创新能力:利用无线功能实现控制，成本降低或可以借助仓库的现有的设备改造为无线控制，方便操作，简化维护，保证控制的精度。社会效益:随着技术的发展 ZigBee 的优势越来越突出，控制方便，成本低，维
13、护简单，布点简单容易,对仓储和环境监测将提供强有力的技术手段支持，产生巨大的社会效益。五、项目任务分工及进度安排五、项目任务分工及进度安排1、贾景谱：总体设计及电路板的设计与绘制（硬件电路设计与绘制） ；2、刘春艳: 硬件的编程与调试（硬件电路的设计） ；3、白振林：项目的总体协调及程序的编写；4、刘俊伏：硬件的编程与调试（单片机软件编程与调试） ；5、陈斌：电路的设计与硬件编程（终端设备硬件设计和终端设备软件设计） ；6、马志彬：网络部分的硬件设计（网络协调器硬件设计和网络协调器软件设计） 。7、张燕菲：硬件电路的设计与仿真。六、现有工作基础、特色和优势六、现有工作基础、特色和优势系部 09
14、 年的智能催眠系统和细分曲面在 3DMAX 的应用这 2 个省科技厅课题大都进行了一大半，已经有了硬件开发和程序设计的经验；此外我系的实习基地信通和方圆作为我们强大的技术力量支持，为我们提供项目的技术顾问，对于这个课题的研制成功有了的技术上的保障。七、经费概算七、经费概算预算支出项 目金 额（万元）计 算 根 据 及 理 由ZIGBEE 开发平台共 2.50.50.50.20.20.11电子器件（芯片：CC2430F128，温湿度传感器、路由器、网络协调器终端节点程序设计与调试电路设计与绘制图书与资料、学习与咨询除湿器、加湿器、空调经费总预算及要说明的问题：经费总预算：共 2.5万元八、推荐人
15、意见八、推荐人意见不具有研究生学历或讲师（含讲师）以上职称者，需由两名具有副高级及以上专业技 术职称者推荐。推荐人须认真负责地介绍项目负责人和参加者的专业水平、科研能力、科 研态度等。第一推荐人姓名： 职称：研究专长： 工作部门：第二推荐人姓名： 职称：研究专长： 工作部门：九、项目负责人所在部门审核意见九、项目负责人所在部门审核意见1申请书所填写的内容是否属实；2申请者的政治素质与业务水平是否适于承担本项目的研究；3所在部门能否提供完成本项目所需时间和其他必要条件。部门负责人签字： 年 月 日 十、学术委员会评审意见十、学术委员会评审意见评审组人数实到人数表决结果赞 成 票反 对 票弃 权 票评审组意见评审意见（包括评审意见（包括立题依据；立题依据；技术经济指标及预期的技术水平；技术经济指标及预期的技术水平；研究方法、研究方法、工艺与技术路线的可行性；工艺与技术路线的可行性；研究进度；研究进度；推广应用前景及经济效益或社会效推广应用前景及经济效益或社会效益；益；经费预算；经费预算；人员配备；人员配备；是否批准立项的结论意见等）是否批
