基于ZigBee和GPRS無線傳輸?shù)碾姍C(jī)網(wǎng)絡(luò)溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

分站運(yùn)行情況子系統(tǒng)可以查看各電機(jī)的運(yùn)行情況和溫度信息，并具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能。

數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)監(jiān)控中心與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信，控制命令通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到指定節(jié)點(diǎn)，可以查詢各分站的溫度信息。

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫相連，將監(jiān)控的各種數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄儲存到數(shù)據(jù)庫，操作人員可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、設(shè)置、刪除等操作。

報(bào)表處理子系統(tǒng)用來統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算、處理監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，可以自動(dòng)生成各種報(bào)表，并且具有存儲、顯示、打印等功能。

下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)軟件主要實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集及發(fā)送、Zigbee網(wǎng)絡(luò)與傳感器節(jié)點(diǎn)的通信、Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與GPRS模塊之間的數(shù)據(jù)通信和GPRS模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)。開發(fā)環(huán)境為IAR，面向GPRS模塊編程，使用C語言并借助協(xié)調(diào)器CC2530向GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。

傳感器節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)采集網(wǎng)絡(luò)中電機(jī)各測溫點(diǎn)的溫度信息，將這些數(shù)據(jù)處理后傳送給路由節(jié)點(diǎn)，同時(shí)接收路由節(jié)點(diǎn)的指令，并根據(jù)這些指令進(jìn)行相應(yīng)的操作，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)接收和發(fā)送指令時(shí)，進(jìn)入休眠模式，使節(jié)點(diǎn)功耗降低，其工作流程如圖4所示。

圖4 傳感器節(jié)點(diǎn)流程圖

ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過查詢的方式來收發(fā)采集數(shù)據(jù)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(dāng)電池電量不足時(shí)會發(fā)出報(bào)警信號。子節(jié)點(diǎn)執(zhí)行入網(wǎng)進(jìn)程，刷新路由檢測網(wǎng)絡(luò)有沒有添加或刪除節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器和測溫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綁定操作。接下來測溫節(jié)點(diǎn)進(jìn)入查詢狀態(tài)，而協(xié)調(diào)器則一直處于收發(fā)狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)控中心有數(shù)據(jù)采集命令或控制命令傳向測溫節(jié)點(diǎn)時(shí)，協(xié)調(diào)器將暫時(shí)把屬于自己測溫節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)保存在緩沖區(qū)中，測溫節(jié)點(diǎn)每隔一定時(shí)間向協(xié)調(diào)器查詢是否有屬于自己的數(shù)據(jù)，若有，則取回?cái)?shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的操作；若無，則進(jìn)入下一輪查詢狀態(tài)。

圖5 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)流程圖

結(jié)語

本系統(tǒng)采用ZigBee和GPRS無線通信方式相結(jié)合的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)無線化、遠(yuǎn)程化。測溫節(jié)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(tǒng)的成本，也大大降低了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功耗，ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)主控模塊與傳感器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，GPRS網(wǎng)絡(luò)解決了ZigBee的短距離傳輸局限性，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控。