基于ZigBee和GPRS無線傳輸?shù)碾姍C網(wǎng)絡溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

分站運行情況子系統(tǒng)可以查看各電機的運行情況和溫度信息，并具有實時報警功能。

數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)主要負責監(jiān)控中心與協(xié)調(diào)器節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信，控制命令通過GPRS網(wǎng)絡傳送到指定節(jié)點，可以查詢各分站的溫度信息。

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫相連，將監(jiān)控的各種數(shù)據(jù)自動記錄儲存到數(shù)據(jù)庫，操作人員可以進行數(shù)據(jù)的查詢、設(shè)置、刪除等操作。

報表處理子系統(tǒng)用來統(tǒng)計、運算、處理監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以自動生成各種報表，并且具有存儲、顯示、打印等功能。

下位機軟件設(shè)計

下位機軟件主要實現(xiàn)傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集及發(fā)送、Zigbee網(wǎng)絡與傳感器節(jié)點的通信、Zigbee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)調(diào)器節(jié)點與GPRS模塊之間的數(shù)據(jù)通信和GPRS模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)。開發(fā)環(huán)境為IAR，面向GPRS模塊編程，使用C語言并借助協(xié)調(diào)器CC2530向GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。

傳感器節(jié)點主要負責采集網(wǎng)絡中電機各測溫點的溫度信息，將這些數(shù)據(jù)處理后傳送給路由節(jié)點，同時接收路由節(jié)點的指令，并根據(jù)這些指令進行相應的操作，當沒有數(shù)據(jù)接收和發(fā)送指令時，進入休眠模式，使節(jié)點功耗降低，其工作流程如圖4所示。

圖4 傳感器節(jié)點流程圖

ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點通過查詢的方式來收發(fā)采集數(shù)據(jù)和控制信號。如圖5所示，先對協(xié)議和串口上電初始化，然后進行電量進行檢測，當電池電量不足時會發(fā)出報警信號。子節(jié)點執(zhí)行入網(wǎng)進程，刷新路由檢測網(wǎng)絡有沒有添加或刪除節(jié)點，協(xié)調(diào)器和測溫節(jié)點進行綁定操作。接下來測溫節(jié)點進入查詢狀態(tài)，而協(xié)調(diào)器則一直處于收發(fā)狀態(tài)，當監(jiān)控中心有數(shù)據(jù)采集命令或控制命令傳向測溫節(jié)點時，協(xié)調(diào)器將暫時把屬于自己測溫節(jié)點的數(shù)據(jù)保存在緩沖區(qū)中，測溫節(jié)點每隔一定時間向協(xié)調(diào)器查詢是否有屬于自己的數(shù)據(jù)，若有，則取回數(shù)據(jù)執(zhí)行相應的操作；若無，則進入下一輪查詢狀態(tài)。

圖5 協(xié)調(diào)器節(jié)點流程圖

結(jié)語

本系統(tǒng)采用ZigBee和GPRS無線通信方式相結(jié)合的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)無線化、遠程化。測溫節(jié)點的ZigBee采用CC2530模塊，不再需要其他處理器，不但降低了系統(tǒng)的成本，也大大降低了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功耗，ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡可以實現(xiàn)主控模塊與傳感器節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸，GPRS網(wǎng)絡解決了ZigBee的短距離傳輸局限性，實現(xiàn)遠程無線監(jiān)控。