具有無(wú)線(xiàn)通信功能的環(huán)境溫度監測系統

摘要：設計了一種基于ZigBee和GPRS的環(huán)境溫度遠程無(wú)線(xiàn)監測系統。該系統通過(guò)溫度傳感器采集數據后，在CC2430單片機內部作以處理，并控制GPRS模塊進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數據傳輸，闡述了用VB6．0實(shí)現數據分析處理的軟件設計。通過(guò)對采集的數據進(jìn)行曲線(xiàn)分析，數據采集精度控制在了5％以?xún)?，穩定性好。
關(guān)鍵詞：環(huán)境溫度；GPRS；ZigBee；無(wú)線(xiàn)監測系統

溫度在工農業(yè)生產(chǎn)、科研以及辦公設備自動(dòng)化領(lǐng)域中，是一種十分重要的數據。溫度的測量和控制在儲糧倉庫、智能樓宇空調控制及其他的工農業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應用廣泛。文中介紹了一種環(huán)境溫度監測系統可以實(shí)時(shí)多點(diǎn)監測庫房或其他對溫度要求十分嚴格的場(chǎng)所，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)協(xié)調器控制GPRS進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)顯示，進(jìn)行溫度監測。報警還可通過(guò)GPRS以短信的方式發(fā)送到管理員的手機上，以便及時(shí)處理。

1 系統總體構成
系統以CC2430單片機為核心，作為下位機實(shí)現數據采集、數據處理、數據存儲、數據傳輸功能。無(wú)線(xiàn)傳感器監測網(wǎng)絡(luò )由多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)和帶有GPRS嵌入式系統組成，實(shí)時(shí)測量溫度參數，所有節點(diǎn)采集的現場(chǎng)數據通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)最終路由到網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)，由網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)將全部數據傳輸給GPRS模塊，最終通過(guò)GPRS和Internet網(wǎng)絡(luò )，將數據轉發(fā)至遠程數據監控中心。在VB6．0編程環(huán)境下實(shí)現了上位機對下位機的控制和數據的存儲、處理、分析。上位機和下位機之間采用無(wú)線(xiàn)通信方式進(jìn)行傳輸。該系統采用ZigBee的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )結構進(jìn)行數據采集，ZigRee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )結構如圖1所示。系統整體結構組成如圖2所示。

2 硬件電路設計
2．1 傳感器節點(diǎn)硬件設計
根據無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用需求以及功能要求，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器節點(diǎn)主要包括傳感器單元、處理器單元、射頻單元等。傳感器DS18B20負責采集溫度參數。數據提供給CC2430進(jìn)行處理、分析并將數據發(fā)送給ZigBee協(xié)調器節點(diǎn)。
2．2 ZigBee協(xié)調器節點(diǎn)設計
ZigBee協(xié)調器節點(diǎn)與GPRS模塊SIM300進(jìn)行有線(xiàn)的串口通信，節點(diǎn)單片機CC2430將從傳感器節點(diǎn)處獲得的溫度數據經(jīng)行地址分類(lèi)和處理，通過(guò)RS-232通信接口進(jìn)行傳輸，單片機可以發(fā)送AT指令對SIM300進(jìn)行控制，設置發(fā)送模式，發(fā)送短消息進(jìn)行數據傳輸?？梢钥焖?、安全、可靠地實(shí)現系統方案中的數據和短消息服務(wù)。