ZigBee技術在鋼鐵車間中的數據采集應用

摘要：在傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)車間內進行環(huán)境物理量的監(jiān)測，采用的是布置有線網絡監(jiān)測系統(tǒng)，存在著布線困難、成本較高，不易維護的缺點?；诖?，提出新的基于ZigBee無線網絡技術來對其進行改造的方案，實現無線、可靠、實時的數據采集監(jiān)測；方案采用JN5139-Z01模塊作為核心硬件，介紹了系統(tǒng)硬件各部分組成和軟件結構設計，經實驗，系統(tǒng)可以實現對鋼鐵車間內環(huán)境量的實時監(jiān)測，對提高工廠自動化水平具有重要的意義。
關鍵詞：ZigBee；鋼鐵企業(yè)；環(huán)境監(jiān)控；無線傳感器網絡

1 總體設計方案
在鋼鐵企業(yè)的工廠里，除了原料場、焦爐、高爐等，還包含有各種監(jiān)測控制設備，如對溫度、濕度及對煤氣等物理量進行采集的設備，環(huán)境檢測顯得尤為重要。一般情況下采集設備以有線網絡系統(tǒng)的形式采集與傳輸數據。但是在布滿各種設備的鋼鐵廠車間里采用有線電纜實現溫濕度等工業(yè)數據監(jiān)測采集，有布線非常困難，不便于維護，設備不能隨意移動等缺點。而ZigBee網絡是一種先進的無線傳輸技術，它有著功耗低，數據傳輸可靠，網絡容量大，安全性高，實現成本較低等優(yōu)點，此方案可以使鋼鐵工廠測量裝置易于安裝，便于維護，傳輸可靠。圖1為此方案的系統(tǒng)結構圖。

ZigBee是基于IEEE 802．15．4無線標準之上的有關組網、安全與應用技術，使用了IEEE 802．15．4標準定義的物理層與MAC子層。它采用直接序列擴頻技術，工作在868 MHz，915 MHz，2．4 GHz的ISM頻段。主要應用在消費電子設備、生態(tài)監(jiān)測、農業(yè)自動化和醫(yī)用設備等領域。ZigBee規(guī)范定義了三種設備：ZigBee協(xié)調器，ZigBee路由器和ZigBee終端設備。在組網方式上，主要采用星狀網，樹狀網和網狀結構。采用新興ZigBee組網技術的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)的管理方式，對區(qū)域的環(huán)境數據實施連續(xù)、有效監(jiān)測與分析，充分發(fā)揮了實時監(jiān)測在環(huán)境管理中的作用。特別是對人員無法接近的危險、惡劣環(huán)境的實時在線檢測，使得能夠在中心監(jiān)控室可以監(jiān)視環(huán)境運行狀態(tài)。