基于ZigBee和GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸的電機網(wǎng)絡(luò )溫度監控系統設計

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

數據通信子系統主要負責監控中心與協(xié)調器節點(diǎn)之間的數據通信，控制命令通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送到指定節點(diǎn)，可以查詢(xún)各分站的溫度信息。

數據處理子系統與數據庫相連，將監控的各種數據自動(dòng)記錄儲存到數據庫，操作人員可以進(jìn)行數據的查詢(xún)、設置、刪除等操作。

報表處理子系統用來(lái)統計、運算、處理監控數據，可以自動(dòng)生成各種報表，并且具有存儲、顯示、打印等功能。

下位機軟件設計

下位機軟件主要實(shí)現傳感器節點(diǎn)的數據采集及發(fā)送、Zigbee網(wǎng)絡(luò )與傳感器節點(diǎn)的通信、Zigbee網(wǎng)絡(luò )數據傳輸、協(xié)調器節點(diǎn)與GPRS模塊之間的數據通信和GPRS模塊的數據收發(fā)。開(kāi)發(fā)環(huán)境為IAR，面向GPRS模塊編程，使用C語(yǔ)言并借助協(xié)調器CC2530向GPRS模塊發(fā)送數據。

傳感器節點(diǎn)主要負責采集網(wǎng)絡(luò )中電機各測溫點(diǎn)的溫度信息，將這些數據處理后傳送給路由節點(diǎn)，同時(shí)接收路由節點(diǎn)的指令，并根據這些指令進(jìn)行相應的操作，當沒(méi)有數據接收和發(fā)送指令時(shí)，進(jìn)入休眠模式，使節點(diǎn)功耗降低，其工作流程如圖4所示。

圖4 傳感器節點(diǎn)流程圖

ZigBee協(xié)調器節點(diǎn)通過(guò)查詢(xún)的方式來(lái)收發(fā)采集數據和控制信號。如圖5所示，先對協(xié)議和串口上電初始化，然后進(jìn)行電量進(jìn)行檢測，當電池電量不足時(shí)會(huì )發(fā)出報警信號。子節點(diǎn)執行入網(wǎng)進(jìn)程，刷新路由檢測網(wǎng)絡(luò )有沒(méi)有添加或刪除節點(diǎn)，協(xié)調器和測溫節點(diǎn)進(jìn)行綁定操作。接下來(lái)測溫節點(diǎn)進(jìn)入查詢(xún)狀態(tài)，而協(xié)調器則一直處于收發(fā)狀態(tài)，當監控中心有數據采集命令或控制命令傳向測溫節點(diǎn)時(shí)，協(xié)調器將暫時(shí)把屬于自己測溫節點(diǎn)的數據保存在緩沖區中，測溫節點(diǎn)每隔一定時(shí)間向協(xié)調器查詢(xún)是否有屬于自己的數據，若有，則取回數據執行相應的操作；若無(wú)，則進(jìn)入下一輪查詢(xún)狀態(tài)。

圖5 協(xié)調器節點(diǎn)流程圖

結語(yǔ)

本系統采用ZigBee和GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式相結合的溫度監測系統，可以實(shí)現無(wú)線(xiàn)化、遠程化。測溫節點(diǎn)的ZigBee采用CC2530模塊，不再需要其他處理器，不但降低了系統的成本，也大大降低了系統的結構和功耗，ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )可以實(shí)現主控模塊與傳感器節點(diǎn)之間的數據傳輸，GPRS網(wǎng)絡(luò )解決了ZigBee的短距離傳輸局限性，實(shí)現遠程無(wú)線(xiàn)監控。