具有無線通信功能的環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee和GPRS的環(huán)境溫度遠(yuǎn)程無線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過溫度傳感器采集數(shù)據(jù)后，在CC2430單片機(jī)內(nèi)部作以處理，并控制GPRS模塊進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，闡述了用VB6．0實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析處理的軟件設(shè)計(jì)。通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線分析，數(shù)據(jù)采集精度控制在了5％以內(nèi)，穩(wěn)定性好。
關(guān)鍵詞：環(huán)境溫度；GPRS；ZigBee；無線監(jiān)測系統(tǒng)

溫度在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研以及辦公設(shè)備自動(dòng)化領(lǐng)域中，是一種十分重要的數(shù)據(jù)。溫度的測量和控制在儲(chǔ)糧倉庫、智能樓宇空調(diào)控制及其他的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。文中介紹了一種環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)多點(diǎn)監(jiān)測庫房或其他對(duì)溫度要求十分嚴(yán)格的場所，并通過無線協(xié)調(diào)器控制GPRS進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)顯示，進(jìn)行溫度監(jiān)測。報(bào)警還可通過GPRS以短信的方式發(fā)送到管理員的手機(jī)上，以便及時(shí)處理。

1 系統(tǒng)總體構(gòu)成
系統(tǒng)以CC2430單片機(jī)為核心，作為下位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸功能。無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)、無線網(wǎng)關(guān)和帶有GPRS嵌入式系統(tǒng)組成，實(shí)時(shí)測量溫度參數(shù)，所有節(jié)點(diǎn)采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過ZigBee無線通信技術(shù)最終路由到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將全部數(shù)據(jù)傳輸給GPRS模塊，最終通過GPRS和Internet網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。在VB6．0編程環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的控制和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、分析。上位機(jī)和下位機(jī)之間采用無線通信方式進(jìn)行傳輸。該系統(tǒng)采用ZigBee的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，ZigRee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求以及功能要求，無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)主要包括傳感器單元、處理器單元、射頻單元等。傳感器DS18B20負(fù)責(zé)采集溫度參數(shù)。數(shù)據(jù)提供給CC2430進(jìn)行處理、分析并將數(shù)據(jù)發(fā)送給ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。
2．2 ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與GPRS模塊SIM300進(jìn)行有線的串口通信，節(jié)點(diǎn)單片機(jī)CC2430將從傳感器節(jié)點(diǎn)處獲得的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)行地址分類和處理，通過RS-232通信接口進(jìn)行傳輸，單片機(jī)可以發(fā)送AT指令對(duì)SIM300進(jìn)行控制，設(shè)置發(fā)送模式，發(fā)送短消息進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？梢钥焖?、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)和短消息服務(wù)。