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摘 要：随着2019年底，新冠肺炎疫情的到来使我们经历了两月的闭门不出，接下来的三年里疫情的常态化也深深影响着人民群众生活的衣食住行。虽然现在新冠已经得到有效抑制，但是各种传染性疾病还在影响着我们的生活，例如现在的甲流病毒，它和新冠的传播条件都是飞沫传播、接触传播和气溶胶传播，而防控的主要手段就是切断未知的感染者与未感染者的联系。日常生活中，人们必不可少的环节就是超市购物，所以超市是极容易发生飞沫传播、接触传播和气溶胶传播的人员聚集的场所之一。超市为室内较封闭的场合，通风环境也有很大限制，这就为这些病毒的传播创造了良好的条件。因而，要对超市等一系列类似人员聚集且通风不便的场所进行便捷而高效的防控，成为了我们的一大要务。现在我国疫情还未结束，甲流病毒接踵而至，然而超市购物又是当代人们生活的必须去的地方，超市一般都是人口聚集，这种场所更要做好防控工作。为了预防传染性病毒的直接传播，推进预防知识的宣传，我们通过设计一款基于ZigBee的超市防疫系统设计。

关键词：疫情防控；ZigBee技术；无线网络

1 引言

随着疫情的爆发，给人们生带来了许多不便，日常购物都成为一件及其困难的事，因为在人口密集的地方，病毒传播的就越快，但是超市购物已经成为现代人必不可少的，所以为了预防新型冠状病毒的直接传播，推进预防知识的宣传，我们通过设计一款基于ZigBee[1]的超市防疫系统。无线传感器网络（WSN）[2]是随着无线通信和嵌入式计算技术[3]、传感器技术[4]、微机电技术[5]发展而发展起来的一种新兴的信息获取技术[6]。本次系统中的技术涉及智能信息传输和智能控制[7]、涉及计算机网络综合总线技术[8]和无线传感网络[9]ZigBee技术。以及基于CC2530[10]、温湿度传感器[11]、人体红外传感器、光敏传感器、红外对管、智能雨滴[12]、无线传输的原理技术。

2 系统组成及工作原理

2.1系统设计架构

用户通过安装在ZigBee终端的传感器来对超市设备进行控制，可以通过射频识别实现开门、关门；通过雨滴模块实现关窗、开风扇；通过触摸模块实现开窗、关风扇；通过LCD模块实现信息实时显示；通过蜂鸣器模块进行报警与提示；通过温湿度传感器检测超市内温湿度与通过红外对管记录超市内人数。然后上传到ZigBee协调器，ZigBee协调器提供串口打印实时显示（图1所示）。

2.2 系统感应架构

ZigBee与继电器模块、步进电机模块、（RFID）射频识别模块、雨滴传感器模块、触摸传感器模块、LED、蜂鸣器模块分别连接。射频识别读取IC卡信息，步进电机控制开关门和开关窗，蜂鸣器与LED提供报警与提示功能，雨滴模块与触摸模块获取外界数字信号，进行开关窗与风扇，继电器模块连接风扇，控制排风系统开关如（图2所示）。

3 系统硬件设计

3.1电路设计

本设计包括ZigBee终端节点以及ZigBee协调器节点组成，终端节点包括控锁和刷卡功能，以及红外对管记录人数、DHT11测量超市内温湿度、雨滴传感器检测室外是否下雨、通过触摸传感器实现感应开窗；协调器节点包括控制超市门窗开关以及打印出进入超市内人数，控制OLED显示屏显示出超市内当前的温湿度、控制蜂鸣器实现报警和风扇开关以及排风功能。（图3所示）

3.2信息采集模块

如图3所示，信息采集由温湿度传感器（DHT11）、红外对管以及RFID智能门禁、雨滴传感器四部分组成，要实现数据采集，首先要通过搭建ZigBee组网，为设计提供网络通信的条件，该网络由ZigBee终端与ZigBee协调器组成，其中，ZigBee终端与传感器相连接，ZigBee在采集到经过A/D转换的信息后，将信息显示在OLED显示屏上，并通过ZigBee组网将信息发送给ZigBee协调器模块，从而完成采集信息、处理信息、显示信息、发送信息的任务。

3.2.1 射频识别模块（RFID）

刷卡开门使用射频识别，射频识别模块（Radio Frequency Identification Module，简称RFID模块）是一种无线识别技术。它采用电磁波作为信息的传输介质，通过与特定的RFID读写器相互作用，实现对储存在RFID标签中的数据进行读写和识别。

3.2.2 红外对管模块

人数统计使用红外对管，红外对管模块是一种小型、高灵敏度、抗干扰性强的红外线传感器，由红外线发射管和接收管组成，可用于接收红外线信号并将其转换成电信号，提供测距、遥控、自动控制等功能，非常实用。

3.2.3 雨滴传感器模块

检测是否下雨使用雨滴传感器，雨滴传感器模块是一种用于检测雨滴的模块，可以实时监测天气状况，判断是否下雨，从而实现相应的控制。该模块一般由一些金属板组成，当雨滴落在金属板上时，模块就会产生输出，输出的信号经过处理后可以用于操作机器或者控制各种设备的开关。

3.2.4 DHT11模块

检测室内温湿度使用DHT11，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。

4 系统性能测试

对于基于ZigBee的超市防疫系统，系统性能测试是非常重要的一步，因为只有通过进行充分的测试评估，才能更好地评估其是否能够达到预期的目标。以下是一些常用的系统性能测试指标：

传感器响应时间测试：测试传感器从接受到触发事件到将事件数据传送给云服务器的时间，以评估系统的响应速度。

数据传输准确性测试：测试系统在数据传输过程中是否出现数据丢失等问题，以评估数据传输的准确性。

通过以上指标的测试评估，可以更好地了解该系统的性能特点，提高系统的可靠性和稳定性，并为未来的系统优化提供参考。

实时监控测试：测试系统在实时监控模式下的性能，以评估系统是否能够实现即时响应，并及时发现异常情况如（图4所示）。

通过以上的测试，可以更好地了解基于ZigBee的超市防疫系统的性能特点，为系统的优化和改进提供参考和依据，从而提高系统的稳定性和可靠性。

5 总结与展望

5.1总结

随着新冠疫情的爆发，超市、商场等公共场所的防疫工作变得尤为重要。基于Zigbee的智能超市防疫系统正是为了解决这一问题而研发的一个方案。该系统通过传感器、智能终端等技术，实现对超市内人员的即时监测和管理，从而做到有效地防止疫情的扩散和传播。

智能超市防疫系统的设计具有以下特点：

实时监测：系统通过传感器实时监测超市内的人员信息，并将其上传至云平台，使得监管人员可以做出即时决策。

数据分析：系统对上传的数据进行分析，帮助监管人员了解当前超市内人员的情况，从而为监管决策提供参考。

预警提示：当人员密度过高或监测到可疑行为时，系统会自动发出警告声，并通过智能终端提醒超市管理人员及时采取行动。

5.2未来展望

基于Zigbee的智能超市防疫系统是一种高效、低成本的智能化解决方案，它不仅可以为超市防疫工作提供有效辅助，也有望在更多场景得到应用。未来该系统可能会通过深度学习等技术实现更加智能化的决策和管理，也可能会集成更多的技术和设备，如人脸识别技术、智能机器人等，以满足更广泛的场景需求。

总之，基于Zigbee的智能超市防疫系统是当前针对疫情防控的一个非常实用的解决方案。虽然目前该系统还处于发展初期，但是通过引入更多技术和设备，未来该系统将会得到大力发展和完善，应用范围也将不断扩大，让它更好地帮助人们应对突发事件，保障人民生命安全和健康。

参考文献：

[1]荣梅.基于ZigBee技术的封闭式储煤场卸料小车控制系统设计[J].自动化与仪器仪表，2023（02）：161-164+169.

[2]霍跃.基于ZigBee技术的列车状态信息电子采集系统[J].微型电脑应用，2022，38（10）：146-148+152.

[3]李志强，王涛，陈志伟，李健伟，庄雪怀，刘樟楷.基于ZigBee的无线智能门禁系统设计[J].电气自动化，2014，36（06）：30-32.

[4]张强武，唐露新.基于Zigbee的变电站智能门禁系统设计[J].电子设计工程，2014，22（09）：170-172+176.

[5]许东辉，郭秀娟.基于ZigBee的室内温湿度与烟雾信号监测系统[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2022，27（03）：108-113.

[6]董洛含，刘丽华，逄瑞佳，孙思敏，毕兴海，易茁.基于ZigBee与RFID的仓库货物智能管理系统设计[J].辽宁科技学院学报，2022，24（03）：36-38.

[7]林镕，王世强，江涛，骆江怀，陈也，李婷.基于红外实时人数采集的商场商户营业状态查询系统的设计与开发[J].电子元器件与信息技术，2021，5（12）：55-57.

[8]郑晓茜，邵帅飞.基于ZigBee的温室大棚环境远程监控系统设计[J].南方农机，2021，52（19）：21-23.

[9]陈亚军.基于ZigBee的无线温湿度数据采集器设计[J].农业与技术，2021，41（22）：55-58.

[10]罗雪雪，陈敏，朱泉水，丁真真.基于ZigBee和CC2530的无线温湿度数据采集和存储模块研究[J].科技创新与生产力，2021（04）：66-68+71.

[11]李宇松.基于ZigBee和CC2530的农业大棚温湿度采集系统设计[J].农家参谋，2020（14）：285-286.

[12]梁雪梅，余亮.基于ZigBee技术的教室雨滴感应模块设计[J].南方农机，2017，48（24）：19.