具有無線通信功能的環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：設計了一種基于ZigBee和GPRS的環(huán)境溫度遠程無線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過溫度傳感器采集數(shù)據(jù)后，在CC2430單片機內部作以處理，并控制GPRS模塊進行無線數(shù)據(jù)傳輸，闡述了用VB6．0實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析處理的軟件設計。通過對采集的數(shù)據(jù)進行曲線分析，數(shù)據(jù)采集精度控制在了5％以內，穩(wěn)定性好。
關鍵詞：環(huán)境溫度；GPRS；ZigBee；無線監(jiān)測系統(tǒng)

溫度在工農業(yè)生產、科研以及辦公設備自動化領域中，是一種十分重要的數(shù)據(jù)。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)生產和科學研究中應用廣泛。文中介紹了一種環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)可以實時多點監(jiān)測庫房或其他對溫度要求十分嚴格的場所，并通過無線協(xié)調器控制GPRS進行聯(lián)網(wǎng)實時顯示，進行溫度監(jiān)測。報警還可通過GPRS以短信的方式發(fā)送到管理員的手機上，以便及時處理。

1 系統(tǒng)總體構成
系統(tǒng)以CC2430單片機為核心，作為下位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸功能。無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡由多個無線傳感器節(jié)點、無線網(wǎng)關和帶有GPRS嵌入式系統(tǒng)組成，實時測量溫度參數(shù)，所有節(jié)點采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過ZigBee無線通信技術最終路由到網(wǎng)關節(jié)點，由網(wǎng)關節(jié)點將全部數(shù)據(jù)傳輸給GPRS模塊，最終通過GPRS和Internet網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)轉發(fā)至遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。在VB6．0編程環(huán)境下實現(xiàn)了上位機對下位機的控制和數(shù)據(jù)的存儲、處理、分析。上位機和下位機之間采用無線通信方式進行傳輸。該系統(tǒng)采用ZigBee的網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構進行數(shù)據(jù)采集，ZigRee網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構如圖1所示。系統(tǒng)整體結構組成如圖2所示。

2 硬件電路設計
2．1 傳感器節(jié)點硬件設計
根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡的應用需求以及功能要求，無線網(wǎng)絡傳感器節(jié)點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(shù)。數(shù)據(jù)提供給CC2430進行處理、分析并將數(shù)據(jù)發(fā)送給ZigBee協(xié)調器節(jié)點。
2．2 ZigBee協(xié)調器節(jié)點設計
ZigBee協(xié)調器節(jié)點與GPRS模塊SIM300進行有線的串口通信，節(jié)點單片機CC2430將從傳感器節(jié)點處獲得的溫度數(shù)據(jù)經行地址分類和處理，通過RS-232通信接口進行傳輸，單片機可以發(fā)送AT指令對SIM300進行控制，設置發(fā)送模式，發(fā)送短消息進行數(shù)據(jù)傳輸?？梢钥焖?、安全、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)和短消息服務。