基于ZigBee無線技術的電器溫度監(jiān)控系統(tǒng)研究

作者：時間：2012-02-16 來源：網(wǎng)絡

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摘要：利用ZigBee技術和RS-232接口設計了一套基于MRF24J40MA的ZigBee無線網(wǎng)絡溫度監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是節(jié)點低功耗，一些分散在較遠距離的物理量可以通過通信在電腦上集中顯示，實現(xiàn)了對電器設備溫升參數(shù)在較遠距離內的實時監(jiān)控。該技術在一些電氣設備的遠程、集中監(jiān)控管理有較好的應用價值。
關鍵詞：ZigBee：無線傳感器網(wǎng)絡；MRF24J40MA

0 引言
溫度是電器設備的一個重要參數(shù)，溫度可以間接地反映出電器設備的運行狀態(tài)，許多故障的發(fā)生都會伴隨著溫度的不正常，所以溫度的測量在電器的檢測中是非常必要的。
傳統(tǒng)溫度測量都是通過有線的方式組成網(wǎng)絡傳送數(shù)據(jù)。但是這種傳輸方式存在一定的局限性，比如遠距離傳輸時的不可靠、線路干擾、電壓絕緣、以及需要布線等問題。對于以上缺點就要尋求無線傳輸來解決。在我國，無線傳輸方式頻段在2．4GHz是工業(yè)、科學、醫(yī)療(ISM)頻段，無需申請許可。在這個頻段上，按技術規(guī)范、協(xié)議劃分，有幾個無線通信方式。本文采用的無線通信方式是一種新興的近距離、低速率無線網(wǎng)絡技術ZigBee。
ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡是基于IEEE 802．15．4技術標準和ZigBee網(wǎng)絡協(xié)議而設計的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡是近距離、低速率無線傳感器網(wǎng)絡，具有射頻傳輸成本低、各節(jié)點只需要很少的能量、功耗低、適于電池長期供電、快速組網(wǎng)自動配置、自動恢復和高級電源管理等優(yōu)點。與其他無線協(xié)議相比，ZigBee無線協(xié)議提供了低復雜性、較小的資源要求，最重要的是它提供了一組標準的規(guī)范。它還提供了三個工作頻帶，以及一些網(wǎng)絡配置和可選的安全功能。

1 系統(tǒng)設計方案
本設計采用Microchip公司生產的18F4620作為MCU，MRF24J40MA模塊作為ZigBee無線模塊。微芯公司的協(xié)議棧源代碼開放，為開發(fā)人員提供很大的方便。還有配套的ZENATM可生成對應方案的配置文件，為編程者提供參考。
無線測溫系統(tǒng)的目的就是將分布在不同位置的溫度值通過ZigBee通信協(xié)議發(fā)送到PC機，為PC機處理信息提供數(shù)據(jù)。
終端傳感設備由帶有溫度傳感器的ZigBee模塊組成。其功能是周期性地檢測目標溫度，隨后將檢測到的溫度值通過ZigBee通信協(xié)議發(fā)送到路由器或者協(xié)調器。路由器在接收來自終端傳感設備的數(shù)據(jù)后會向協(xié)調器發(fā)送。協(xié)調器在得到數(shù)據(jù)后將各個節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)通過RS-232接口發(fā)送給PC端顯示，PC機與協(xié)調器之間還可以進行交互操作。圖1為無線測溫度系統(tǒng)總體結構圖。