ZigBee技術(shù)在鋼鐵車(chē)間中的數據采集應用

摘要：在傳統的鋼鐵企業(yè)車(chē)間內進(jìn)行環(huán)境物理量的監測，采用的是布置有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )監測系統，存在著(zhù)布線(xiàn)困難、成本較高，不易維護的缺點(diǎn)?；诖?，提出新的基于ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)來(lái)對其進(jìn)行改造的方案，實(shí)現無(wú)線(xiàn)、可靠、實(shí)時(shí)的數據采集監測；方案采用JN5139-Z01模塊作為核心硬件，介紹了系統硬件各部分組成和軟件結構設計，經(jīng)實(shí)驗，系統可以實(shí)現對鋼鐵車(chē)間內環(huán)境量的實(shí)時(shí)監測，對提高工廠(chǎng)自動(dòng)化水平具有重要的意義。
關(guān)鍵詞：ZigBee；鋼鐵企業(yè)；環(huán)境監控；無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )

1 總體設計方案
在鋼鐵企業(yè)的工廠(chǎng)里，除了原料場(chǎng)、焦爐、高爐等，還包含有各種監測控制設備，如對溫度、濕度及對煤氣等物理量進(jìn)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(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統的形式采集與傳輸數據。但是在布滿(mǎn)各種設備的鋼鐵廠(chǎng)車(chē)間里采用有線(xiàn)電纜實(shí)現溫濕度等工業(yè)數據監測采集，有布線(xiàn)非常困難，不便于維護，設備不能隨意移動(dòng)等缺點(diǎn)。而ZigBee網(wǎng)絡(luò )是一種先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，它有著(zhù)功耗低，數據傳輸可靠，網(wǎng)絡(luò )容量大，安全性高，實(shí)現成本較低等優(yōu)點(diǎn)，此方案可以使鋼鐵工廠(chǎng)測量裝置易于安裝，便于維護，傳輸可靠。圖1為此方案的系統結構圖。

ZigBee是基于IEEE 802．15．4無(wú)線(xiàn)標準之上的有關(guān)組網(wǎng)、安全與應用技術(shù)，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(shù)，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)監測、農業(yè)自動(dòng)化和醫用設備等領(lǐng)域。ZigBee規范定義了三種設備：ZigBee協(xié)調器，ZigBee路由器和ZigBee終端設備。在組網(wǎng)方式上，主要采用星狀網(wǎng)，樹(shù)狀網(wǎng)和網(wǎng)狀結構。采用新興ZigBee組網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監測系統，可以改變傳統的管理方式，對區域的環(huán)境數據實(shí)施連續、有效監測與分析，充分發(fā)揮了實(shí)時(shí)監測在環(huán)境管理中的作用。特別是對人員無(wú)法接近的危險、惡劣環(huán)境的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測，使得能夠在中心監控室可以監視環(huán)境運行狀態(tài)。