淺談無線溫度監控系統構成與設計研究

于茲源

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714067

摘要：傳統的溫度監控系統主要是依靠著有線通信而存在的，這樣一來就很容易造成在布線上的量會很大、而且擴展性差和檢修很麻煩等問題。而設計基于紫蜂（Zig Bee）技術的無線溫度控制系統就很大程度上的解決了傳統的溫度監控系統中一些問題的存在。它是以STM32F103ZE微處理器及CC25030無線射頻芯片為核心的，這種無線溫度監控系統實現了對于溫度的無線監控，它的控制精準度也比預期效果更加顯著，具有了無線成本低廉、擴展性較強、傳輸數據可靠、組網簡單等一系列的特點，是對于傳統溫控系統的一個技術型提升，也是溫度監控系統的一次重大改革。

關鍵詞：無線溫度控制系統；Zig Bee協議棧；設計研究

在近代的工業、農業和我們的日常生活之中溫度監控系統都有較為廣泛的運用，現在大部分都還是依靠有線來進行監控的，所以會有布線用量大、舒展性不強、安裝位置過于固定等問題的出現。但隨著無線通信技術的越來越成熟，無線傳輸技術及物聯網技術在工業的控制當中已經成為了業界的一個研究熱點，用無線技術來克服傳統有線的溫度監控系統上的諸多缺點。Zig Bee采用的就是一種這樣的無線技術，具有了低耗能、低成本、抗干擾能力等眾多的優勢，在眾多的無線傳輸方式之中能夠脫穎而出，本文主要是對于無線溫度監控系統構成與設計研究的一些分析，讓更多的人可以了解到它設計中的一些理念帶來的一些便利性。

1 系統總體設計

Zig Bee無線溫度控制系統主要是由Zig Bee協調器、上機位STM32F103ZE、Zig Bee終端點這三個大模塊構成的。Zig Bee協調器和Zig Bee終端節點構建是星型的網絡拓撲結構，因為它的系統節點數量是比較少的。在Zig Bee終端節點中是通過熱電偶來采集溫度信息的，然后通過無線局域網傳輸到Zig Bee協調器上面去的，接受來自協調器上的溫度指令信息，然后再利用模糊的比例積分微分算法來算出控制溫度。當Zig Bee協調器收到了來自于終端節點的溫度信息以后再上傳到上機位STM32F103ZE上。STM32F103ZE的主要功能就是接受來自于Zig Bee協調器上面的溫度信息，并且在液晶屏幕上顯示出來，通過鍵盤來設置各個節點溫度控制指令然后發送給協調器，是一種同時通過監控終端個人計算機和串口實現的通信。

2 系統的硬件設計

2.1 無線局域網

無線局域網采用的是一種星型的網絡拓撲結構，是由Zig Bee協調器、STM32F103ZE上機位模塊、Zig Bee終端節點這三個大模塊構成的。所謂協調器就是一種網絡組織的管理者，它針對的是一般模式的運用在一個Zig Bee網絡形成之后，協調器就不再是必須的了，它最主要的作用就是根據據掃描的情況選擇一些合的參數來建立一個網絡。Zig Bee終端節點是由Zig Bee無線射頻全功能模塊FFD、調壓加熱電路及測溫電路三部分構成的。在這之中測溫電路采用的是K型熱電偶來作為溫度傳感器的，0℃到1300℃間的液體蒸汽和氣體介質、固體的表面溫度都是可以被直接測量的。

2.2 STM32F103ZE上機位模塊

STM32F103ZE上機位模塊中上機位模塊是由STM32F103ZE和TFTLCD液晶顯示模塊及輸入按鍵構成的，具有高性能、低功耗和豐富的片內資源等較優的特點。STM32提供了待機、睡眠和停機三種低耗電的模式，用戶可以進行合理的系統優化。STM32F103ZE采用的是自帶可變經阿嚏存儲控制器接口和TFT3.2寸液晶模塊相連，這樣會更加的便于操作，只需要四個案件就可以完成對于液晶模塊的控制。

3 系統軟件的設計

系統軟件包括Zig Bee協調器、STM32F103ZE上機位程序、Zig Bee終端節點三部分程序構成的，Zig Bee協調程序主要功能局勢組建局域網管理終端的節點，實現與STM32F103ZE之間的通信，而M32F103ZE上機位程序主要是實現和Zig Bee協調器之間的通信，并提供友好的人機界面，發送終端溫度控制的參數收集、處理和顯示無線收發溫度的一些信息。

4 結語

在如今這樣一個網絡時代之下，很多操作都在朝著一個更加專業化、科技化、便捷化的趨勢去發展，這即使一個時代的進步，也是這個時代人類智慧的一種體現。無線溫度監控系統構成與設計研究就是這樣的一種體現，在原有的基礎上它變得更加的便捷，解決了許多傳統溫度監控系統無法解決的問題，無論是工業生產、農業生產還是我們的日常生活都因為這樣的改變而更加的美好。基于這樣的一種狀況來看Zig Bee無線技術的溫度監控技術會具有一個很好的發展前景，在未來也會有更大的力用價值和更加廣闊的發展空間，也為更多人帶來福利。成為以后無論是工業、農業還是日常生活都無法缺少的一種技術存在。

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